用于流道拓扑优化设计更新的伊辛机表述
计算工程、金融与科学
2024-11-14 v1 最优化与控制
摘要
拓扑优化是计算工程中的重要工具，例如用于改进流道的设计和效率。同时，伊辛机（包括数字或量子退火器）已被用作组合优化问题的高效求解器。除了组合优化，近期工作已通过定制相应的问题表述，展示了其在其他工程任务中的适用性。本研究提出了一种新颖的伊辛机表述，用于在拓扑优化过程中计算设计更新，目标是最小化流道中的耗散能量。我们探索了该方法提高优化过程效率和性能的潜力。为此，我们进行实验以研究新表述中各因素的影响。此外，我们将其与一种经典方法进行比较，分别以优化步数和目标函数最终值作为优化时间强度和所得设计性能的指标。结果表明，所提更新策略可在生成可比设计的同时加速拓扑优化过程。然而，它倾向于探索性较弱，可能导致设计性能降低。这些结果凸显了将伊辛表述用于优化任务的潜力，但也显示了其在迭代优化过程中计算设计更新时的局限性。总之，本工作为拓扑优化中的设计更新提供了一种高效替代方案，并增进了对伊辛机表述在工程优化中集成的理解。
引用
@article{arxiv.2411.08405,
title = {An Ising Machine Formulation for Design Updates in Topology Optimization of Flow Channels},
author = {Yudai Suzuki and Shiori Aoki and Fabian Key and Katsuhiro Endo and Yoshiki Matsuda and Shu Tanaka and Marek Behr and Mayu Muramatsu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.08405},
year = {2024}
}