Catmull-Clark细分曲面边界元法的结构声学拓扑优化分析

摘要：

细分曲面克服了NURBS方法进行曲面片拼接时出现缝隙的困难,并可以构建带有任意拓扑形状的光滑结构模型.对于声学问题,频率越高,波长越短,为了满足计算精度要求,用于数值分析的离散网格就需要更密,传统算法往往需要对原始结构模型重新进行网格划分,耗费了大量的计算时间.细分曲面法只需对初始离散网格进行一定的细分操作,即可提供多层次多分辨率控制网格,避免了复杂耗时的前处理操作.将Catmull-Clark细分曲面与边界元法相结合,采用高阶双三次B样条基函数进行几何与物理场的插值近似,不仅提供高计算精度结果,而且自适应满足宽频段网格要求.对于黏附吸声材料结构声散射问题,引入声阻抗边界条件,建立以吸声材料单元密度为设计变量,以吸声材料的体积分数为约束的数学优化模型.采用伴随变量法计算目标函数对设计变量的敏感度,移动渐近线法对设计变量进行更新,最终获得最优吸声材料分布.若干实际问题算例验证了算法的正确性和有效性.

关键词：细分曲面、边界元法、伴随变量法、拓扑优化

所属期刊栏目：39

分类号：O343.2(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;河南省科技攻关项目;河南省高等学校重点科研项目;信阳师范学院“南湖学者奖励计划”青年项目

在线出版日期：2020-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：97-105