Optimized high thermal insulation by the topological design of hierarchical structures

介观物理学 拉格朗日乘数 拓扑(电路) 保温 拓扑优化 热弹性阻尼 材料科学 热的 固体力学 计算机科学 数学优化 图层(电子) 数学 物理 纳米技术 复合材料 热力学 有限元法 组合数学 量子力学
作者
Yongfeng Zheng,Zhen Luo,Yanzheng Wang,Zheng-Yang Li,Jinping Qu,Chuanzeng Zhang
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:186: 122448-122448 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122448
摘要

This study proposes a new method for the topological design of hierarchical structures with high performance in thermal insulation. Firstly, a three-layer design strategy including macro-, meso- and micro-layers is presented. The macroscopic structures are formed by periodically arranged mesoscopic structures, whose topological configurations are determined by the material microstructures provided at the micro-level. The microstructures and mesoscopic structures are independent of the optimization, to ensure an efficiency of the hierarchical design process. Secondly, four classical microstructures are considered to provide the normalized equivalent thermal conductivities with arbitrary densities between 0 and 1. Then, the floating projection technique is employed to find the optimal topologies of the thermoelastic structures. The objective function is defined by maximizing the thermal compliance, subjected to the volume constraint that is added to the objective function through the Lagrange multiplier. The sensitivity analysis and algorithm implementation are given in detail. Finally, numerical examples are presented to illustrate the advantages of the proposed method to obtain hierarchical structures with high performance in thermal insulation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
汉堡包应助淡淡夕阳采纳,获得10
刚刚
1秒前
linlin完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
稳重的小霸王完成签到,获得积分10
2秒前
ling完成签到,获得积分10
2秒前
glany发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
3秒前
zz完成签到 ,获得积分10
3秒前
yznfly应助机灵的颜演采纳,获得30
4秒前
ding应助bububusbu采纳,获得10
4秒前
圆圆的波仔完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
shisui应助甜甜芾采纳,获得30
7秒前
littlechu发布了新的文献求助30
7秒前
dian完成签到 ,获得积分10
8秒前
linlin发布了新的文献求助10
9秒前
科研鸟发布了新的文献求助10
9秒前
lin完成签到,获得积分10
10秒前
雾海完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
小二郎应助燕子采纳,获得30
12秒前
12秒前
粽子发布了新的文献求助10
12秒前
雨晴完成签到,获得积分10
13秒前
在水一方应助唠嗑在呐采纳,获得10
13秒前
13秒前
14秒前
科研通AI5应助忐忑的平凡采纳,获得10
14秒前
怕黑君浩完成签到 ,获得积分10
15秒前
佳佳应助weiwei采纳,获得10
15秒前
郭伯威发布了新的文献求助20
15秒前
情怀应助TORGO采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
大模型应助rslysywd采纳,获得10
17秒前
紧张的友灵完成签到 ,获得积分10
18秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966448
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511917
关于积分的说明 11160753
捐赠科研通 3246652
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793478
邀请新用户注册赠送积分活动 874465
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804403