基于显式几何更新算法的地下管道自动形状优化

摘要：

基于计算力学中的结构优化思想,应用一种新型的显式几何更新算法,自行编制C++程序,实现地下管道形状设计的自动优化.管道内的流体假设为牛顿不可压缩流,并考虑惯性项.优化区域主要为管道竖直方向和水平方向的过渡段.形状优化的设计变量是几何边界的有限元节点坐标,优化目标是实现流体黏性能耗散的最小化.优化过程基于形状梯度,即通过形状敏感度分析来求解目标函数相对于设计变量的偏导数.所使用的显式几何更新算法既可以通过网格清晰描述形状,也可以大范围地自动更新网格.详细介绍了地下管道自动形状优化过程的关键步骤.通过数值算例探讨了不同注入速度、密度和黏度对其最优形状的影响.

关键词：地下管道、纳维斯托克斯流、黏性能耗散、形状敏感度、自动形状优化

所属期刊栏目：40

分类号：O302

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：14-20