An interface-enriched generalized finite element method for level set-based topology optimization

拓扑优化 水平集方法 有限元法 多边形网格 拓扑(电路) 边界(拓扑) 数学优化 计算机科学 工程设计过程 集合(抽象数据类型) 水平集(数据结构) 接口(物质) 网络拓扑 匹配(统计) 扩展有限元法 数学 工程类 机械工程 数学分析 结构工程 人工智能 统计 计算机图形学(图像) 气泡 最大气泡压力法 并行计算 分割 操作系统 组合数学 程序设计语言 图像分割
作者
Sanne J. van den Boom,Jian Zhang,Fred van Keulen,Alejandro M. Aragón
出处
期刊:Structural and Multidisciplinary Optimization [Springer Science+Business Media]
卷期号:63 (1): 1-20 被引量:15
标识
DOI:10.1007/s00158-020-02682-5
摘要

Abstract During design optimization, a smooth description of the geometry is important, especially for problems that are sensitive to the way interfaces are resolved, e.g., wave propagation or fluid-structure interaction. A level set description of the boundary, when combined with an enriched finite element formulation, offers a smoother description of the design than traditional density-based methods. However, existing enriched methods have drawbacks, including ill-conditioning and difficulties in prescribing essential boundary conditions. In this work, we introduce a new enriched topology optimization methodology that overcomes the aforementioned drawbacks; boundaries are resolved accurately by means of the Interface-enriched Generalized Finite Element Method (IGFEM), coupled to a level set function constructed by radial basis functions. The enriched method used in this new approach to topology optimization has the same level of accuracy in the analysis as the standard finite element method with matching meshes, but without the need for remeshing. We derive the analytical sensitivities and we discuss the behavior of the optimization process in detail. We establish that IGFEM-based level set topology optimization generates correct topologies for well-known compliance minimization problems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
2秒前
3秒前
6秒前
雾野发布了新的文献求助10
7秒前
胖头鱼发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
FashionBoy应助ira采纳,获得10
10秒前
完美冷安完成签到,获得积分10
12秒前
动听半雪发布了新的文献求助10
14秒前
Owen应助浩二采纳,获得10
15秒前
科研铁人完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
健康豆芽菜完成签到 ,获得积分10
20秒前
机智如霜完成签到,获得积分10
20秒前
QQ完成签到 ,获得积分10
22秒前
24秒前
李爱国应助酷炫的水蓝采纳,获得10
24秒前
大模型应助西门子云采纳,获得10
24秒前
Aries发布了新的文献求助10
24秒前
坚定睫毛膏完成签到,获得积分20
25秒前
云鹏完成签到,获得积分10
26秒前
29秒前
29秒前
29秒前
小王发布了新的文献求助10
30秒前
30秒前
31秒前
雾野完成签到,获得积分20
32秒前
sweat完成签到,获得积分20
32秒前
34秒前
科研通AI2S应助予秋采纳,获得10
34秒前
TIGun发布了新的文献求助10
35秒前
40秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
pluto应助世上无难事采纳,获得10
40秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
40秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3778211
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323865
关于积分的说明 10216275
捐赠科研通 3039094
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667782
邀请新用户注册赠送积分活动 798383
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758366