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拓撲優(yōu)化，拓撲優(yōu)化的介紹

來源：整理 時間：2023-08-25 13:31:54 編輯：智能門戶 手機版

本文目錄一覽

1，拓撲優(yōu)化的介紹

拓撲優(yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一種。結(jié)構(gòu)優(yōu)化可分為尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、形貌優(yōu)化和拓撲優(yōu)化。
沒有什么清腸水這樣的稱呼。纖維粉和蘆薈粉是可以清理腸胃垃圾的

拓撲優(yōu)化的介紹

2，topometry optimization 是什么意思

性能優(yōu)化
地質(zhì)測量最優(yōu)化
★你這個詞topometry 可能寫錯了，或者很專業(yè)，是個名詞，你自己決定吧。與其相近的詞是 topography 地形學(xué)，地形，地勢，那就近似地翻譯成：地形 優(yōu)化 或者地勢優(yōu)化、地形作業(yè)優(yōu)化 吧。……。
拓撲優(yōu)化。 Topology意為地貌，于19世紀中期由科學(xué)家引入，當(dāng)時主要研究的是出于數(shù)學(xué)分析的需要而產(chǎn)生的一些幾何問題。發(fā)展至今，拓撲學(xué)主要研究拓撲空間在拓撲變換下的不變性質(zhì)和不變量。

topometry optimization 是什么意思

3，拓撲優(yōu)化可以以頻率作為目標函數(shù)嗎

很久沒做了，以前的版本貌似沒有對應(yīng)的響應(yīng)可以做目標。但能否這樣考慮：先算一下基準模型的固有頻率，然后對相隔一些階數(shù)的頻率值設(shè)置對應(yīng)的目標，進行“壓縮”。比如原來的1階頻率為10HZ, 5階為100HZ， 建立優(yōu)化模型時，f1下限為10，f5上限為50——即將前5階頻率壓縮到10~50，以達到你說的在10——50Hz內(nèi)頻率更多。不知道這樣是否可行，個人愚見。
目前連續(xù)體拓撲優(yōu)化方法主要有均勻化方法 、變密度法 、漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法 （eso）以及水平集方法 等。離散結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化主要是在基結(jié)構(gòu)方法基礎(chǔ)上采用不同的優(yōu)化策略（算法）進行求解，比如程耿東的松弛方法 ，基于遺傳算法的拓撲優(yōu)化 等。

拓撲優(yōu)化可以以頻率作為目標函數(shù)嗎

4，hypermesh拓撲優(yōu)化時如何劃分設(shè)計區(qū)域和非設(shè)計區(qū)域

hypermesh與optistruct是hyperworks軟件中的兩個模塊，類似于word和excel是microsoft office中的兩個模塊。其中hypermesh是前處理器（包括畫網(wǎng)格以及加載約束等），optistruct是求解器，可以做優(yōu)化和線性分析。
將設(shè)計區(qū)域跟非設(shè)計區(qū)域定義不同的comp，指定不同的prop。在拓撲優(yōu)化時Analysis>Optimization>topology，有一項是“props”, 單擊，把需要優(yōu)化的組件的屬性選擇就可以了。
先建兩個不同的component，點（organize）按鈕，出現(xiàn)下面這個對話框，將設(shè)計區(qū)和非設(shè)計區(qū)的網(wǎng)格放在不同的component中

5，拓撲理論如何應(yīng)用在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中

其實就是在一塊初始的設(shè)計域內(nèi)，通過計算得到其中的材料分布。不需要把拓撲理論想的特別深，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，給定一個設(shè)計域和邊界條件，通過計算得到最優(yōu)材料分布。從工程設(shè)計角度看，結(jié)構(gòu)優(yōu)化大致有三個層次，首先是拓撲優(yōu)化，確定結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓撲；其次是形狀優(yōu)化，確定給定拓撲條件下的最優(yōu)邊界形狀；最后是尺寸優(yōu)化，最終確定結(jié)構(gòu)中各處具體尺寸。由此可見，拓撲優(yōu)化是產(chǎn)品設(shè)計的核心。目前，拓撲優(yōu)化的研究內(nèi)容包括：材料插值方案、優(yōu)化算法、數(shù)值計算不穩(wěn)定性的消除方法、工程應(yīng)用等。形狀和尺寸優(yōu)化都是給定邊界的基礎(chǔ)上的，而拓撲優(yōu)化可以尋找出材料合適的空洞，達到理想的效果。拓撲優(yōu)化結(jié)束后，可以根據(jù)優(yōu)化得到的拓撲結(jié)果進行形狀和尺寸優(yōu)化。實際應(yīng)用的話，按照橋梁的約束特點，對結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化，就可以優(yōu)化出合適的橋梁形狀。本來也許只是矩形截面，優(yōu)化結(jié)果可能就是類似于趙州橋的空洞結(jié)構(gòu)。黑色代表材料區(qū)域，白色代表空洞。這就叫拓撲優(yōu)化。你可以看看下面的圖。

6，拓撲優(yōu)化的商用軟件

達索公司把Tosca收購后，不斷整合到其3D體驗平臺中，現(xiàn)在有兩種形式：1. 面向設(shè)計員的快速拓撲優(yōu)化CATIA GDE（用了Tosca求解器優(yōu)化、ABAQUS求解器分析、Catia作設(shè)計）；2. 面向優(yōu)化專家的高級專業(yè)拓撲優(yōu)化。同時還保留著獨立軟件Tosca，屬于ABAQUS品牌。
目前，連續(xù)體拓撲優(yōu)化的研究已經(jīng)較為成熟，其中變密度法已經(jīng)被應(yīng)用到商用優(yōu)化軟件中，其中最著名的是美國Altair公司Hyperworks系列軟件中的Optistruct和德國Fe-design公司的Tosca等。前者能夠采用Hypermesh作為前處理器，在各大行業(yè)內(nèi)都得到較多的應(yīng)用；后者最開始只集中于優(yōu)化設(shè)計，支持所有主流求解器，以及前后處理，操作十分簡單可以利用已熟悉的CAE軟件來進行前處理加載，而后利用TOSCA進行優(yōu)化十分方便。近年來和Ansa聯(lián)盟，開發(fā)了基于Ansa的前處理器，并開發(fā)了TOSCA GUI界面，以及ansys workbench當(dāng)中ACT的插件，可以直接在workbench當(dāng)中進行拓撲優(yōu)化仿真。此外，由于Ansys的命令比較豐富，國內(nèi)也有不少研究者采用Ansys自編拓撲優(yōu)化程序的。
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