Large-scale multiphysics topology optimization for thermal and fluid systems

热和流体系统的大规模多物理场拓扑优化

基本信息

批准号：
21J13418
负责人：
李昊
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13418/
关键词：
lift-drag feature rich design h-adaptation length scale control local volume constraint distributed computing topology optimizaion parallel computing mesh adaptation thermal fluid problem distributed elements body-fitted mesh level

项目摘要

Continuing last year's work, we further introduce the distributed unstructured mesh adaptation into the fluid-related topology optimization which is a first step in that direction. A lift-drag optimization problem and a classical minimal power dissipation problem are formulated for comparison and for accessing the constructed framework. Furthermore, motivated by the need for porous structures in the design of biodegradable implants, as well as for the diverse and competitive designs in architecture, we build upon the recent advances in the single-scale (macroscopic) topology optimization (TO) approach and propose a level-set method (LSM) for the design of lattice structures. The key idea is to introduce the maximum length-scale constraint, realized by a PDE filter, into the reaction-diffusion equation (RDE)-based LSM which can end up with a feature-rich shape, starting from scratch.

继续去年的工作，我们进一步将分布式的非结构化网格适应性引入了与流体相关的拓扑优化，这是沿该方向迈出的第一步。制定了升力拖拉格优化问题和经典的最小功率耗散问题，以进行比较和访问构造的框架。此外，由可生物降解植入物设计中的多孔结构以及建筑领域的多样化和竞争设计的促进，我们基于单尺度（宏观）拓扑优化（TO）方法的最新进展，并提出了A级别的A级方法（LSM），以实现A级别的设计（LSM）。关键思想是将通过PDE滤波器实现的最大长度尺度约束引入基于反应 - 扩散方程（RDE）的LSM中，该方程可能最终以功能丰富的形状，从scratch开始。

项目成果

期刊论文数量（69）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Topology optimization of coated structures with layer-wise graded lattice infill for maximizing the fundamental eigenfrequency

DOI：
10.1016/j.compstruc.2022.106861
发表时间：
2022-10
期刊：
Computers & Structures
影响因子：
0
作者：
Tiannan Hu;Yaguang Wang;Heng Zhang;Hao Li;Xiaohong Ding;K. Izui;S. Nishiwaki
通讯作者：
Tiannan Hu;Yaguang Wang;Heng Zhang;Hao Li;Xiaohong Ding;K. Izui;S. Nishiwaki

Topology optimization of a thermo-fluid system and an eigenfrequency problem

热流体系统的拓扑优化和特征频率问题

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hao Li;Nari Nakayama;Pierre Jolivet;Naoyuki Ishida;Kousei Wano;Tsuguo Kondoh;Kozo Furuta;and Shinji Nishiwaki
通讯作者：
and Shinji Nishiwaki

Topology optimization of high resolution lattice structures using a PDE-filter

使用偏微分方程滤波器对高分辨率晶格结构进行拓扑优化