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等几何拓扑优化非齐次边界条件施加技术研究
1
作者
王书亭
谢晴天
+3 位作者
杨奥迪
李小兵
熊体凡
谢贤达
《中国机械工程》
北大核心
2025年第3期525-535,共11页
非均匀有理B样条(NURBS)基函数缺乏插值性,导致等几何拓扑优化方法无法直接在控制顶点处施加非齐次边界条件。为此,介绍了面向等几何分析的两类非齐次边界条件处理方法,通过强施加方法和弱施加方法分别对边界条件施加的精度进行提升。...
非均匀有理B样条(NURBS)基函数缺乏插值性,导致等几何拓扑优化方法无法直接在控制顶点处施加非齐次边界条件。为此,介绍了面向等几何分析的两类非齐次边界条件处理方法,通过强施加方法和弱施加方法分别对边界条件施加的精度进行提升。数值算例结果验证了前述方法在等几何分析非齐次边界条件施加过程的可行性。将前述方法嵌入至等几何拓扑优化流程,创新性地提出惩罚因子自适应的非齐次边界条件处理方法,提高了等几何拓扑优化求解的精度,进一步论证了文中方法的有效性。
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关键词
等几何拓扑优化
非齐次边界条件
边界配点法
自适应罚函数法
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职称材料
基于GPU加速的等几何拓扑优化高效多重网格求解方法
2
作者
杨峰
罗世杰
+1 位作者
杨江鸿
王英俊
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期602-613,共12页
针对大规模等几何拓扑优化(ITO)计算量巨大、传统求解方法效率低的问题,提出了一种基于样条h细化的高效多重网格方程求解方法。该方法利用h细化插值得到粗细网格之间的权重信息,然后构造多重网格方法的插值矩阵,获得更准确的粗细网格映...
针对大规模等几何拓扑优化(ITO)计算量巨大、传统求解方法效率低的问题,提出了一种基于样条h细化的高效多重网格方程求解方法。该方法利用h细化插值得到粗细网格之间的权重信息,然后构造多重网格方法的插值矩阵,获得更准确的粗细网格映射信息,从而提高求解速度。此外,对多重网格求解过程进行分析,构建其高效GPU并行算法。数值算例表明,所提出的求解方法与线性插值的多重网格共轭梯度法、代数多重网格共轭梯度法和预处理共轭梯度法相比分别取得了最高1.47、11.12和17.02的加速比。GPU并行求解相对于CPU串行求解的加速比高达33.86,显著提高了大规模线性方程组的求解效率。
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关键词
等几何拓扑优化
方程组求解
h细化
多重网格法
GPU并行计算
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职称材料
题名
等几何拓扑优化非齐次边界条件施加技术研究
1
作者
王书亭
谢晴天
杨奥迪
李小兵
熊体凡
谢贤达
机构
华中科技大学机械科学与工程学院
南昌大学先进制造学院
出处
《中国机械工程》
北大核心
2025年第3期525-535,共11页
基金
国家重点研发计划(2023YFB2504605)
国家自然科学基金(52205267)。
文摘
非均匀有理B样条(NURBS)基函数缺乏插值性,导致等几何拓扑优化方法无法直接在控制顶点处施加非齐次边界条件。为此,介绍了面向等几何分析的两类非齐次边界条件处理方法,通过强施加方法和弱施加方法分别对边界条件施加的精度进行提升。数值算例结果验证了前述方法在等几何分析非齐次边界条件施加过程的可行性。将前述方法嵌入至等几何拓扑优化流程,创新性地提出惩罚因子自适应的非齐次边界条件处理方法,提高了等几何拓扑优化求解的精度,进一步论证了文中方法的有效性。
关键词
等几何拓扑优化
非齐次边界条件
边界配点法
自适应罚函数法
Keywords
isogeometric topology optimization
non-homogeneous boundary condition
boundary collocation method
adaptive penalty function method
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于GPU加速的等几何拓扑优化高效多重网格求解方法
2
作者
杨峰
罗世杰
杨江鸿
王英俊
机构
华南理工大学机械与汽车工程学院聚合物新型成型装备国家工程研究中心
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期602-613,共12页
基金
国家自然科学基金(52075184)
数字制造装备与技术国家重点实验室开放基金(DMETKF2021020)。
文摘
针对大规模等几何拓扑优化(ITO)计算量巨大、传统求解方法效率低的问题,提出了一种基于样条h细化的高效多重网格方程求解方法。该方法利用h细化插值得到粗细网格之间的权重信息,然后构造多重网格方法的插值矩阵,获得更准确的粗细网格映射信息,从而提高求解速度。此外,对多重网格求解过程进行分析,构建其高效GPU并行算法。数值算例表明,所提出的求解方法与线性插值的多重网格共轭梯度法、代数多重网格共轭梯度法和预处理共轭梯度法相比分别取得了最高1.47、11.12和17.02的加速比。GPU并行求解相对于CPU串行求解的加速比高达33.86,显著提高了大规模线性方程组的求解效率。
关键词
等几何拓扑优化
方程组求解
h细化
多重网格法
GPU并行计算
Keywords
isogeometric topology optimization(ITO)
system of equations
h-refinement
multi-grid method
GPU parallel computing
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
等几何拓扑优化非齐次边界条件施加技术研究
王书亭
谢晴天
杨奥迪
李小兵
熊体凡
谢贤达
《中国机械工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于GPU加速的等几何拓扑优化高效多重网格求解方法
杨峰
罗世杰
杨江鸿
王英俊
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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