A two-stage network framework for topology optimization incorporating deep learning and physical information

计算机科学 网络拓扑 一般化 拓扑优化 桥(图论) 人工智能 深度学习 卷积(计算机科学) 卷积神经网络 块(置换群论) 数学优化 人工神经网络 拓扑(电路) 机器学习 计算机网络 物理 内科学 数学分析 有限元法 几何学 组合数学 热力学 医学 数学
作者
Dalei Wang,Yun Ning,Xiang Cheng,Airong Chen
出处
期刊:Engineering Applications of Artificial Intelligence [Elsevier BV]
卷期号:133: 108185-108185 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.engappai.2024.108185
摘要

The advent of deep learning provides a promising opportunity to improve the efficiency of topology optimization. However, existing methods make it difficult to achieve a balance between efficiency, accuracy, and generalization ability. To tackle this challenge, we propose a novel method based on a two-stage network framework. In the network, the partial convolution block and shifted windows attention mechanism are integrated to improve the model performance. In the first stage, a convolutional neural network-based model trained with a novel-designed loss function is employed to achieve real-time prediction of suboptimal structures. In the second stage, transfer learning is introduced to inherit the output of the first stage. Subsequently, the second stage optimizes the suboptimal structures to get the final optimal structures in a physical information-driven way. On the 2000 dataset, the two-stage method achieves an average compliance error of −1.45%, and 95.5% of the optimal structures perform better than that obtained by the traditional method and strictly meet volume constraints while eliminating structural disconnections. Finally, the proposed method is applied to a real-world engineering application for the first time, and the design of bridge pylons is given as an example. The results show that the proposed method is a promising exploration of topology optimization based on deep learning.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
如意的冰双完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
obcx完成签到,获得积分10
1秒前
hu发布了新的文献求助30
1秒前
PYUYU完成签到,获得积分10
2秒前
科目三的应助被BTW采纳,获得10
4秒前
Raymond完成签到,获得积分10
4秒前
李朋完成签到,获得积分10
4秒前
科研Li完成签到 ,获得积分10
4秒前
喆喆吖完成签到,获得积分20
5秒前
大个的应助被踏实凡儿采纳,获得10
5秒前
5秒前
Sandy发布了新的文献求助10
5秒前
lixm完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
lu7完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
章绝施发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
优雅女士完成签到,获得积分10
7秒前
晴风化雨完成签到,获得积分20
7秒前
彭于晏的应助被miaojuly采纳,获得10
8秒前
爆米花的应助被Raymond采纳,获得10
8秒前
刘哈哈完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
王彩宣发布了新的文献求助10
9秒前
ZHANGLI完成签到 ,获得积分10
9秒前
悲凉的康乃馨完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
丘比特的应助被hao采纳,获得10
10秒前
KaFe完成签到,获得积分10
10秒前
喆喆吖发布了新的文献求助10
11秒前
lixm驳回了Akim的应助
11秒前
11秒前
11秒前
SciGPT的应助被不二采纳,获得10
13秒前
SnlyEng完成签到 ,获得积分10
13秒前
小马甲的应助被2711采纳,获得10
13秒前
yy的应助被激动的元风采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Comprehensive Medicinal Chemistry IV (4th Edition) 800
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8120626
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9525436
关于积分的说明 21556217
捐赠科研通 7699223
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3415163
关于科研通互助平台的介绍 2540960
邀请新用户注册赠送积分活动 2455424