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公开(公告)号：CN117744356A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311744290.6
申请日：2023-12-18
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/10 , G06F119/14 , G06F119/16
Abstract: 本发明公开了一种基于BESO的弹塑性等几何拓扑优化方法，属于等几何拓扑优化领域，该方法通过弹塑性建模，考虑了材料的各向同性硬化，并将材料的应力等效为Von Mises应力，允许结构在受到外部加载时发生弹性和塑性变形；使得优化过程更贴近实际工程需求，确保结构在承受复杂加载条件下具有足够的强度和稳定性；采用等几何分析技术，能够更精准的得出模型的结构响应；综合考虑了弹塑性响应，并在拓扑优化中进行了相应的调整，使结构的拓扑布局将根据材料的弹塑性性质进行调整，以确保最佳性能；将BESO优化方法、等几何分析与弹塑性材料紧密结合，弥补了之前关于弹塑性等几何拓扑优化的方法空缺，在优化中可以考虑材料的塑性行为。
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公开(公告)号：CN116401908A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310265560.9
申请日：2023-03-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于等几何分析相关技术领域，并公开了一种等几何刚度矩阵CPU/GPU异构并行计算方法。该方法包括：S1获取待处理物体的等几何体网格模型，将该等几何体网格模型进行划分获得多个体单元、控制点和高斯点，将体单元、控制点和高斯点分别进行编号；S2获取所有体单元中所有交互控制点对对应的信息向量组；S3获取每个高斯点处的形函数偏导矩阵；S4计算交互控制点对的全局刚度矩阵，以此获得所有交互控制点对的全局刚度矩阵，将所有交互控制点对的全局刚度矩阵进行组装，以此实现刚度矩阵的异构并行组装。通过本发明，解决现有等几何分析方法中刚度矩阵计算效率低下，内存消耗量大，不能对大规模高分辨率模型进行等几何分析的问题。
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公开(公告)号：CN119601140A
公开(公告)日：2025-03-11
申请号：CN202411594195.7
申请日：2024-11-08
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/20 , G06F119/14 , G06F113/26 , G06F111/04
Abstract: 本申请提供一种多材料微结构与宏观结构并发等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及等几何拓扑优化技术领域，该方法包括基于待优化多材料结构的宏观设计变量和微观设计变量，以基于待优化多材料结构对应的微观单元的等效屈服强度构建的全局应力约束函数为约束条件，以结构质量最小化为优化目标，构建预设等几何拓扑优化模型，计算灵敏度并基于灵敏度利用MMA优化器更新宏观设计变量和微观设计变量，直至满足预设收敛条件，获得目标宏观设计变量和目标微观设计变量；基于目标宏观设计变量和目标微观设计变量，对所述待优化多材料结构进行等几何拓扑优化设计，在保证结构最大冯米塞斯应力满足应力约束条件的同时实现结构轻量化优化设计目标。
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公开(公告)号：CN119397907A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411523077.7
申请日：2024-10-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/27 , G06F30/23 , G16C60/00 , G06N3/04 , G06N3/048 , G06N3/084 , G06F111/04 , G06F111/06 , G06F119/14
Abstract: 本申请提供了一种基于神经网络模型的等几何拓扑优化方法和装置，涉及等几何拓扑优化领域。该方法包括：构建待优化结构对应的初始等几何拓扑优化设计模型，并对初始等几何拓扑优化设计模型进行单元划分操作，单元划分操作用于将等几何体网格模型划分为多个等几何单元；获取预设神经网络尺寸，并根据预设神经网络尺寸构建第一神经网络模型；获取等几何单元的中心坐标，并根据中心坐标，通过第一神经网络模型获取等几何单元的中心密度；根据等几何单元的中心密度构建损失函数，并通过最小化损失函数对第一神经网络模型进行更新，以获取更新后的第二神经网络模型；通过第二神经网络模型对待优化结构进行等几何拓扑优化操作。本申请解决了当材料的性能在优化过程中发生显著变化时，通常的等几何拓扑优化方法中灵敏度分析会变得十分复杂，从而导致最优材料分布的分析结果不够准确的问题。
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公开(公告)号：CN119400327A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411560348.6
申请日：2024-11-04
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/23 , G06F111/04 , G06F111/06 , G06F111/10 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本申请提供了一种基于热弹性超材料设计的等几何拓扑优化方法和装置，涉及等几何拓扑优化领域。该方法包括：构建热弹性超材料对应的多材料插值模型，并根据多材料插值模型获取热弹性超材料设计域中多个固体材料对应的多组密度分布，一个固体材料对应的一个密度分布；获取多组密度分布之间的关系插值，并根据关系插值获取弹性模量和热膨胀系数；根据弹性模量计算热弹性超材料对应的等效弹性矩阵，根据热膨胀系数计算热弹性超材料对应的热膨胀系数矩阵；通过等几何网格对等效弹性矩阵和热膨胀系数矩阵的计算方程分别进行离散化形式处理，并根据等效弹性矩阵构建约束函数，根据热膨胀系数矩阵构建目标函数，并通过目标函数和约束函数计算第一设计变量对应的灵敏度信息；根据灵敏度信息对第一设计变量进行更新操作，直至热膨胀系数满足收敛条件，并通过负热膨胀超材料等几何拓扑设计模型获取满足收敛条件时的第二设计变量；根据第二设计变量对热弹性超材料进行优化设计。本申请解决了在处理复杂几何结构时，有限元方法难以保证热弹性超材料的高效高精度设计的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117634162A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311535900.1
申请日：2023-11-17
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/16 , G06F9/48 , G06F9/50 , G06F119/14
Abstract: 本发明属于等几何分析相关技术领域，其公开了一种面向IGA的多GPU/CPU并行求解方法及设备，该方法包括以下步骤：(1)根据待求解的IGA刚度矩阵的规模与本地GPU/CPU的数量及计算能力构建多设备并行框架；(2)将IGA刚度矩阵转化为CSR格式或BSR格式，并将刚度矩阵分配给多个计算设备；(3)采用L1范数方法计算每个计算设备的预处理矩阵；(4)确定每次迭代的共轭搜索方向与迭代步长；在SPMV求解前进行不同设备间的数据通信，最终更新本次迭代的解向量，计算每个计算设备上的残差值并在主线程实现多设备结果的合并，重复这个过程直到满足收敛条件，继而完成求解。本发明极大程度上提升了等几何分析的求解效率与最大可求解规模。
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公开(公告)号：CN119885317A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202411860382.5
申请日：2024-12-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明提供一种拓扑优化结果的CAD模型重构方法及装置，涉及计算机建模技术领域，方法包括：网格预处理，组件型网格分割，面片型网格分割，得到至少两个子网格面片，对各个子网格面片进行参数化，得到最终参数化结果，基于最终参数化结果进行均匀插值采样，得到采样点，利用采样点生成样条曲面，装配样条曲面，生成与所述三维拓扑优化果对应的重构CAD模型。本发明的网格模型重构方法不仅具有高自动化程度、强可实现性和操作简单等优点，并且不局限于管状的拓扑优化结构，在处理管状和非管状模型特征时效果无明显差异，具有更强的通用性，能够适应工业结构优化的多样性需求，同时可以提升三角网格模型至CAD模型的重构效率和重构效果。
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公开(公告)号：CN119479936A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411594173.0
申请日：2024-11-08
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/10 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本申请提供一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及等几何拓扑优化技术领域，该方法基于优化设计参数信息构建宏观结构设计域和微观结构设计域，并基于根据微观结构密度和预设等效弹性张量预测模型获取的微观结构等效弹性张量构建材料插值模型，构建预设等几何拓扑优化模型，并基于计算获得的宏观灵敏度和微观灵敏度更新设计变量，获得目标宏观设计变量和目标微观设计变量，分别生成目标宏观结构和目标微观结构，对将目标微观结构填充至目标宏观结构中形成的粗糙优化多尺度结构进行光滑化处理，获得目标复杂设计域多尺度结构模型，突破了现有等几何并发拓扑优化难以优化复杂多尺度模型的瓶颈。
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公开(公告)号：CN119400322A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411523051.2
申请日：2024-10-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G16C60/00 , G06F30/23 , G06F111/04 , G06F111/06 , G06F119/14
Abstract: 本申请提供一种基于H积滤波的等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及结构拓扑优化技术领域，根据待优化结构的模型构建参数信息，以待优化结构的控制点相对密度作为设计变量，以结构柔度最小为优化目标，以材料的体积分数为约束，构建预设等几何拓扑优化模型，并计算预设等几何拓扑优化模型的灵敏度，基于灵敏度采用优化准则法对设计变量进行更新，直至满足预设收敛条件，基于获得的目标等几何拓扑优化模型，获取目标单元密度分布以及目标拓扑构型。通过将约束条件引入到设计变量的滤波过程中，解决了在拓扑优化中引入大量约束的问题，在不增加优化问题复杂度以及损耗结构性能的同时，能够显式地获得满足拔模约束的优化结果。
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公开(公告)号：CN119670405A
公开(公告)日：2025-03-21
申请号：CN202411734764.3
申请日：2024-11-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/10 , G06F119/14 , G06F119/02
Abstract: 本发明提出了一种面向等几何分析的高效疲劳拓扑优化方法，属于几何分析技术领域技术领域，主要包括以下步骤：构造疲劳问题模型根据设计域需求，划分多层网格法层数与设计域大小，利用h插入生成最低层级的等几何节点向量；根据等几何节点向量，组装多重网格方法的各级插值算子和延拓算子；分解并存储载荷谱中的独立载荷分量，并求解各独立载荷分量的组合权重；根据权重组装得到整体应力谱；评估单元疲劳损伤的疲劳约束；根据增广拉格朗日法将疲劳约束拓扑优化问题近似表达；进行等几何分析设计变量的更新迭代，直到根据设计变量改变量判断疲劳约束拓扑优化问题收敛。本方案改善了多循环一般疲劳载荷谱的简化计算和计数问题，降低了求解成本。
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