增材制造中用于散热的支撑结构拓扑优化

在增材制造的粉末床熔融工艺中，需要支撑结构来成功制造结构部件。本研究提出了一种支撑结构的拓扑优化方法，以改善建造过程中的散热性能。首先，我们构建了一种数值方法，用于获取建造过程中的温度场，该温度场由具有体积热流的瞬态热传导现象表示。接着，我们构建了一个最大化散热性能的优化问题，并开发了一种结合基于水平集的拓扑优化的优化算法。利用伴随变量法推导了目标函数的灵敏度。最后，提供了若干数值算例，以证明所提方法的有效性和正确性。