基于BESO法的边界光滑处理方法及装置

本文件涉及计算机，尤其涉及一种基于beso法的边界光滑处理方法及装置。

背景技术：

1、双向渐进结构优化方法(bi-directional evolutionary optimization，简称beso)在eso方法的只能够删除单元来进行优化的基础上添加了增加单元的操作，从而实现了在优化过程中可以对单元进行删/增这一重要功能。由于设计域中的所有单元都被明确定义为存在(solid)或不存在(void)，因此使用beso方法进行拓扑优化不仅不会产生灰度单元，还可以大大地减少计算时间或适用于工程应用中经常遇到的多个约束情况。不足之处是:依赖结构的初始设计区域网格的大小，所得到的拓扑结构会出现边界锯齿现象，从而降低了可制造性。

2、为解决这种情况，理论上可以将设计单元网格无限细的划分，但是对于无限细的划分将会极大增加设计变量个数和有限元分析的计算量，将会大大增加拓扑优化所需要的计算机硬件成本和时间成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于beso法的边界光滑处理方法及装置，旨在解决现有技术中的上述问题。

2、本发明提供一种基于beso法的边界光滑处理方法，包括：

3、对目标进行有限元分析，进行单元划分，定义初始参数并确定目标函数，基于所述目标函数通过beso法得到拓扑优化结果；

4、提取拓扑优化结果中所有单元灵敏度，并作归一化处理，使所有单元灵敏度都处于预定域上；

5、将单元细分为预定大小的单元网格，利用矩形单元的形函数得到单元内各节点的归一化灵敏度；

6、根据所述初始参数中的体积约束，使用二分法得到细化单元网格的归一化灵敏度阈值；

7、引入高一维度的水平集曲面，以与水平集曲面相交的等值面，并投影在xoy面，得到光滑边界的结果。

8、本发明提供一种基于beso法的边界光滑处理装置，包括：

9、优化模块，用于对目标进行有限元分析，进行单元划分，定义初始参数并确定目标函数，基于所述目标函数通过beso法得到拓扑优化结果；

10、归一化模块，用于提取拓扑优化结果中所有单元灵敏度，并作归一化处理，使所有单元灵敏度都处于预定域上；将单元细分为预定大小的单元网格，利用矩形单元的形函数得到单元内各节点的归一化灵敏度；根据所述初始参数中的体积约束，使用二分法得到细化单元网格的归一化灵敏度阈值；

11、投影模块，用于引入高一维度的水平集曲面，以与水平集曲面相交的等值面，并投影在xoy面，得到光滑边界的结果。

12、本发明实施例还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述基于beso法的边界光滑处理方法的步骤。

13、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现上述基于beso法的边界光滑处理方法的步骤。

14、采用本发明实施例，经过该方法后处理的拓扑构型具有光滑边界，便于制造的优点。

技术特征：

1.一种基于beso法的边界光滑处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定义初始参数并确定目标函数果具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述目标函数通过beso法得到拓扑优化结具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，提取拓扑优化结果中所有单元灵敏度，并作归一化处理，使所有单元灵敏度都处于预定域上具体包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将单元细分为预定大小的单元网格，利用矩形单元的形函数得到单元内各节点的归一化灵敏度具体包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述初始参数中的体积约束，使用二分法得到细化单元网格的归一化灵敏度阈值具体包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，引入高一维度的水平集曲面，以与水平集曲面相交的等值面，并投影在xoy面，得到光滑边界的结果具体包括：

8.一种基于beso法的边界光滑处理装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于beso法的边界光滑处理方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于beso法的边界光滑处理方法的步骤。

技术总结
本说明书实施例提供了一种基于BESO法的边界光滑处理方法及装置，其中，方法包括：对目标进行有限元分析，进行单元划分，定义初始参数并确定目标函数，基于所述目标函数通过BESO法得到拓扑优化结果；提取拓扑优化结果中所有单元灵敏度，并作归一化处理，使所有单元灵敏度都处于预定域上；将单元细分为预定大小的单元网格，利用矩形单元的形函数得到单元内各节点的归一化灵敏度；根据所述初始参数中的体积约束，使用二分法得到细化单元网格的归一化灵敏度阈值；引入高一维度的水平集曲面，以与水平集曲面相交的等值面，并投影在XOY面，得到光滑边界的结果。

技术研发人员：徐安,冼颂智,傅继阳,熊锐,赵若红,吴玖荣
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15