不稳定流动中主动移动刚性实体的拓扑优化
最优化与控制
2025-07-01 v1
摘要
本研究提出了一种用于不稳定流动中主动移动刚性实体的拓扑优化方法。该方法的关键思想是通过使用独立的网格来分离设计域和分析域。设计网格进行刚体运动后，再重叠到分析网格上。重叠后，将关键量（如Brinkman系数）在网格之间传递。这种方法提供了一种直接且高效地表示对象运动的方式，便于处理不稳定流动条件下的更一般和更复杂的运动。由于求解不稳定流动问题的计算成本很大，本文采用基于格子动力学方案的求解器，这是一种延伸版的格子布拉赫曼方法，用于评估设计灵敏度。推导基本方程，并通过与有限差分近似值的比较来验证设计灵敏度计算的准确性。通过二维和三维数值示例验证了该方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2506.23895,
title = {Topology optimization of actively moving rigid bodies in unsteady flows},
author = {Yuta Tanabe and Kentaro Yaji and Kuniharu Ushijima},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.23895},
year = {2025}
}