TOPress:一种用于设计相关压力载荷结构拓扑优化的 MATLAB 实现

在拓扑优化设定中,设计相关的流体压力载荷带来了若干挑战,因为其方向、大小和位置随拓扑演化而改变。本文提供了一个紧凑的 100 行 MATLAB 代码 TOPress,用于使用移动渐近线法对承受流体压力载荷的结构进行拓扑优化。该代码用于教学目的,旨在帮助初学者和学生轻松学习具有设计相关流体压力载荷的拓扑优化。TOPress 依据 Kumar 等人首次报道的方法开发(Struct Multidisc Optim 61(4):1637-1655, 2020)。结合排水项使用达西定律来建模所施加的压力载荷。由获得的压力场确定一致节点载荷。所采用的方法便于使用伴随变量法廉价地计算载荷灵敏度。求解了受体积约束优化的柔度最小化问题。通过求解涉及压力载荷的基准数值算例展示了代码的成功与有效性,其中也展示了载荷灵敏度的重要性。TOPress 包含六个主要部分,被详细描述,并扩展用于求解不同问题。提供了包含投影滤波器的步骤,以获得接近 0-1 的承力设计。代码在附录 B 中提供,也可从其扩展一起从 \url{https://github.com/PrabhatIn/TOPress} 下载。