基于变密度法的散热结构拓扑优化设计

摘要：

在航空航天、汽车、集成电路等领域,设备结构的热防护问题是广泛研究的热点.传统基于经验的结构设计方法已不能满足实际工程对热防护结构的高性能需求,拓扑优化设计技术的发展为工程热防护结构的设计带来了一条新的途径.基于变密度法研究了稳态热传导条件下散热结构拓扑优化设计问题.以材料密度为设计变量、材料体分比为约束,建立了以结构散热弱度最小化为目标的拓扑优化模型.在传统优化准则法中引入灰度过滤机制,提出敏度过滤和灰度过滤相结合的过滤机制,实现设计变量的更新,有效抑制了灰度单元的产生;将预处理共轭梯度法引入三维散热结构拓扑优化设计中,提高了计算效率.采用二维和三维算例,验证了所构建拓扑优化模型和提出方法的可行性和有效性.

关键词：变密度法、结构拓扑优化、散热弱度、敏度过滤、灰度过滤

所属期刊栏目：24

分类号：TB21;TH122(工程设计与测绘)

资助基金：国防基础科研计划资助项目JCKY2016110C012.Project supported by the National Defense Basic Scientific Research Program,ChinaJCKY2016110C012

在线出版日期：2018-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：117-126