公开(公告)号：CN117634307A

公开(公告)日：2024-03-01

申请号：CN202311678803.8

申请日：2023-12-08

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  张进 ,  邵敏捷

IPC: G06F30/27 ,  G06F30/17 ,  G06N3/048 ,  G06N3/0495

Abstract: 本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种微结构代理模型的建立方法及其应用与设备，步骤为：(1)构建样本点数据库，进而构建初始代理模型；(2)采用正交最小二乘法依次选择样本点数据库中的每个样本点并计算其所带来的误差，进而选择最大误差所对应的样本点作为最终代理模型的第一个样本点；(3)依次选择剩余的样本点，将其对应的特征向量与已选择的样本点的特征向量作正交，并计算其所带来的误差，进而选择此轮中最大误差所对应的样本点作为下一个样本点，重复选择直至选择到的最终代理模型的样本点的误差之和大于等于阈值；(4)基于选择到的最终代理模型的样本点及其对应的权值构建所述最终代理模型。本发明缩短了求解时间。

公开(公告)号：CN119378319A

公开(公告)日：2025-01-28

申请号：CN202411510326.9

申请日：2024-10-28

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  郭骅德 ,  邵敏捷

IPC: G06F30/23 ,  G16C60/00 ,  G06F111/04 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明属于结构拓扑优化相关技术领域，并公开了一种引入了拓扑变量的移动可变形组件优化方法。该方法包括下列步骤：对于给定的设计域，构建在该设计域内的各个组件的设计变量，该设计变量包括几何变量和拓扑变量；利用各个组件的设计变量构建各个组件的包含拓扑变量的拓扑描述函数，利用所有组件的拓扑描述函数构建所有组件相连形成的整体结构的拓扑描述函数；构建在可用体积约束和拓扑变量约束下，以整体结构的柔度值最小为目标，设计变量为优化对象的优化模型；初始化各个组件的设计变量，求解该优化模型并获得各个组件最优的设计变量，以此实现结构的优化。通过本发明，提高优化效率并解决优化结构中存在组件重叠的问题。

公开(公告)号：CN116561921A

公开(公告)日：2023-08-08

申请号：CN202310548993.5

申请日：2023-05-12

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  邵敏捷

IPC: G06F30/17 ,  G06F30/23 ,  G06F111/04 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种数据驱动的双尺度结构的优化设计方法及设备，包括以下步骤：(1)将双尺度结构的设计域中各个单元对应微结构的切割高度作为设计变量；(2)对两种微结构进行min处理以取并集获得单元的真实微结构，并利用均匀化方法计算切割间距下各单元的等效弹性矩阵；(3)将离线数据库中的等效弹性矩阵和微结构的体积分别转为任一切割高度下的弹性常数及体积分数，并进一步得到整体位移向量；(4)构建体积约束下的柔度最小化优化模型，设计目标为使双尺度结构柔度最小；(5)分别计算柔度最小化优化模型的目标函数及约束函数对设计变量的灵敏度，进而得到最优的双尺度结构。本发明提高了计算效率。

公开(公告)号：CN119514259A

公开(公告)日：2025-02-25

申请号：CN202411476558.7

申请日：2024-10-22

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  邵敏捷 ,  张进

IPC: G06F30/23 ,  G06F30/17 ,  G06F111/04 ,  G06F111/10 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明属于双尺度结构设计相关技术领域，其公开了一种基于子结构数据驱动的双尺度结构优化设计方法及系统，其中方法包括：离线阶段：对于双尺度结构的胞元，通过对水平集函数进行切割操作获取虚拟微结构，根据虚拟微结构的密度确定实际微结构的密度；通过子结构法进行静态凝聚得到超单元的刚度矩阵，构建切割高度参数、超单元的刚度矩阵和实际微结构的密度的映射模型；在线阶段：得到以切割高度参数为输入量，超单元的刚度矩阵和实际微结构的密度为输出量的数据驱动模型；将数据驱动模型用于双尺度结构的有限元优化过程，最终得到优化后的双尺度结构。本发明采用离线数据驱动方法进行双尺度结构优化，在保证精度的条件下能够极大提升效率。

公开(公告)号：CN119378140A

公开(公告)日：2025-01-28

申请号：CN202411279643.4

申请日：2024-09-12

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  王子博 ,  邵敏捷

IPC: G06F30/17 ,  G06F30/20 ,  G06F17/16 ,  G06F17/11 ,  G06F111/06

Abstract: 本发明属于结构拓扑优化相关技术领域，其公开了一种基于基本特征频率的结构双尺度拓扑优化方法及设备，该方法包括以下步骤：(1)基于任意切割高度下的实际微结构的弹性矩阵及体积分数来获得整体刚度矩阵和整体质量矩阵，然后基于得到的整体刚度矩阵和整体质量矩阵通过拓扑优化模型来获得基本特征频率；其中，所述拓扑优化模型的设计变量为各网格单元的切割高度，目标函数是双尺度结构基本特征频率最大化，约束函数为整体结构的体积分数；(2)计算基本特征频率对切割高度的灵敏度，基于计算得到的灵敏度结果来更新设计变量，进而得到最优的双尺度结构。本发明提高了优化迭代的效率。

公开(公告)号：CN119150515A

公开(公告)日：2024-12-17

申请号：CN202411122013.6

申请日：2024-08-15

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  邵敏捷 ,  张进 ,  周锦

IPC: G06F30/20 ,  G06F111/04

Abstract: 本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种能控制微结构最小尺寸的宏‑微双尺度结构拓扑优化方法及设备，包括以下步骤：(1)，利用径向基函数插值对离线数据库中的实际微结构的弹性矩阵及对应的密度进行插值，进而构建映射模型；(2)，构建柔度最小化优化模型，优化模型的设计变量为各单元中两种虚拟微结构的切割高度和拓扑变量，约束函数为整体结构的体积分数和拓扑变量约束；(3)，分别计算目标函数及约束函数对设计变量的灵敏度，进而更新设计变量；(4)，当更新后的双尺度结构柔度误差满足优化终止条件时，完成优化并得到满足要求的双尺度结构；否则，转至步骤(3)。本发明解决了计算效率低及连接性差的问题。

公开(公告)号：CN117648836A

公开(公告)日：2024-03-05

申请号：CN202311620222.9

申请日：2023-11-30

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 夏奇 ,  周锦 ,  邵敏捷

IPC: G06F30/22 ,  G06F30/18 ,  G16C60/00 ,  G06F111/04 ,  G06F119/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明属于结构拓扑优化相关技术领域，并公开了一种基于数据驱动的热弹性结构双尺度拓扑优化方法。S1将待处理平面热弹性结构的表面进行有限元网格划分获得多个网格单元，计算获得每个网格单元在不同的水平集函数和切割高度下对应的虚拟单元微结构；S2对每个网格单元对应的多个虚拟单元微结构进行布尔运算获得实际微结构，改变切割高度，获得等切割高度间距下的所有网格单元各自对应的实际微结构和弹性矩阵和体积分数；S3构建热力耦合双尺度拓扑优化模型；S4求解所述优化模型，获得最佳拓扑结构和对应的切割高度。通过本发明，建立微结构力学性质数据库，建立微结构设计参数与之的数据模型，提升优化迭代的效率。