基于多材料水平集的挠曲电复合材料拓扑优化
计算物理
2019-01-31 v1
摘要
我们提出了一种用于基于多材料的挠曲电复合材料拓扑优化的计算设计方法。该方法扩展了我们近期提出的单挠曲电材料设计方法。我们采用多相矢量水平集(LS)模型，该模型易于处理任意数量的相，高效满足多重约束，并从本质上避免不同相之间的重叠或真空。我们将逐点密度映射技术扩展至多材料设计，并使用B样条单元离散化挠曲电的偏微分方程(PDEs)。目标函数对设计变量的依赖通过伴随技术纳入。所获得的灵敏度用于哈密顿-雅可比方程以更新LS函数。我们给出了两相、三相和四相挠曲电复合材料的数值算例，以展示模型的灵活性以及通过多材料拓扑优化可获得的机电耦合系数的显著提升。
引用
@article{arxiv.1901.10752,
title = {A multi-material level set-based topology optimization of flexoelectric composites},
author = {Hamid Ghasemi and Harold S. Park and Timon Rabczuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.10752},
year = {2019}
}