考虑密度梯度的敏度过滤方法

作     者：龙凯 傅晓锦 Long Kai;Fu Xiaojin

作者机构：华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 上海电机学院机械学院上海200245 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2014年第26卷第4期

页      面：669-674页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11202078) 北京市自然科学基金(3143025) 上海电机学院重点培育项目(10C102) 

主　　题：拓扑优化 连续体结构 敏度过滤 密度梯度 优化准则 移动近似法 

摘      要：敏度过滤是变密度拓扑优化方法中消除数值不稳定性问题最普遍的方法之一,但易引起模糊边界的优化结果.为了抑制灰度单元,提出一种简易的考虑密度梯度的敏度过滤方法.在原有敏度过滤中增加密度梯度权函数项,使得当密度梯度大于设定阈值时权函数取值较小,修正了敏度过滤中的距离权函数值,可自动判别并弱化了优化边界的过滤平均效果;将该方法与固体各向同性惩罚微结构模型结合,根据不同拓扑优化问题类型,基于优化准则或移动近似算法优化求解.采用经典算例对文中方法的优化效果进行考察,结果表明,该方法的拓扑优化结果无棋盘格现象和网格依赖性,具有清晰的优化边界,优化效率高且易于实施.