收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不可压缩流体流道拓扑优化设计

李旺  
【摘要】:目前,针对流体流道拓扑优化设计的研究还处于发展阶段,仍然是一个热点研究方向,只有少部分学者从事此项研究。现有研究多采用编写程序的方式进行流场求解分析,此方法存在较大的局限性,而且对复杂模型的建立存在困难。现有研究方法比较适用于理论研究,但是在实际工程应用上,还略有欠缺。为了面向实际工程应用,流体流道拓扑优化设计采取成熟的商业有限元软件进行流场分析是大势所趋。本文借助LS-DYNA软件和MATLAB软件建立了基于混合元胞自动机法的流体流道拓扑优化系统,探索研究适合工程应用的拓扑优化系统。首先,确定流体流道拓扑优化系统的建立基础,主要通过三步进行。第一步,基于LS-DYNA建立流场分析计算平台,并通过结果的对比验证,证明其分析结果的准确性;第二步,确定流体流道拓扑优化系统建立的理论基础——混合元胞自动机算法;第三步,建立LS-DYNA软件与优化程序的接口,实现MATLAB软件编写的流体流道拓扑优化程序与LS-DYNA软件的信息互通。其次,建立流体流道拓扑优化系统。第一步,建立原始流体有限元模型;第二步,建立K文件离散化与邻居元胞查找系统,实现有限元模型的快速自动离散化;第三步,基于混合元胞自动机法编写流体流道拓扑优化主程序(MATLAB编写),动态更新材料参数,改变单元属性(流体单元或实体单元),以此建立起流体流道拓扑优化系统,实现对流道的拓扑优化设计。以三通型流道为例,验证了所建立的优化系统的可行性。最后,通过增加局部控制规则,改进了前文优化系统的不足。并尝试应用现有研究普遍采用的RAMP插值模型建立流体流道拓扑优化系统,以此寻求最适合的拓扑优化方法。通过实验与仿真结果表明,采用SIMP加入局部控制规则的拓扑优化结果更优,较为适合单元从流体状态转变为固体状态的流体流道拓扑优化系统。为了验证此优化系统,将拓扑优化系统应用于直角弯管、双流管、T型管以及对流分流管四种模型。结果表明,前文所建立的拓扑优化系统具有良好的实用性。综上所述,本文以优化算法结合有限元软件的方式,实现了流体流道拓扑优化设计,极大的提高了优化设计的可操作性和实用性,有良好的工程应用前景。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 姜玉涛;赵天伟;周利明;雷瑶;牛新立;;基于变密度法的调整座拓扑优化设计[J];科学技术创新;2019年36期
2 王万金;李成业;郑海川;王红阳;;池边检查主工作平台多目标拓扑优化设计[J];机械设计与制造;2020年02期
3 郑翔,龚俊杰,方开荣,高建和,顾乡;抽油机驴头的拓扑优化设计[J];石油矿场机械;2005年03期
4 保莉;杨峰;邹朝鑫;;注塑零件在不同流道下冷却温度场的分析研究[J];装备制造技术;2019年10期
5 罗震;蒙永立;郭文德;陈立平;赵永胜;;分布式柔性机构拓扑优化设计的理论和算法[J];机械工程学报;2006年10期
6 张日成;赵炯;吴青龙;熊肖磊;周奇才;焦洪宇;;考虑结构稳定性的变密度拓扑优化方法[J];工程设计学报;2018年04期
7 汲国瑞;蔡佑林;李宁;尹晓辉;俞瑜;;喷水推进进口流道倾斜角对其效率影响分析[J];舰船科学技术;2016年05期
8 ;冷流道替换式橡胶射出模[J];橡塑技术与装备;2017年13期
9 周向阳;陈立平;黄正东;;基于SIMP和SSV的结构与支撑拓扑优化设计[J];农业机械学报;2008年06期
10 欧阳伟波;;浅谈拓扑优化方法及其在建筑工程中的应用[J];中国标准化;2019年12期
11 黄泽森;;热流道注射模流道板设计[J];模具工业;2007年06期
12 ;使用流道拉丝制作焊线[J];模型世界;2021年01期
13 村上宗雄 ,田由绪;注塑模流道的设计[J];模具通讯;1984年02期
14 李志杰;张金;朱剑;曾李文;;基于变密度法的动载结构梁拓扑优化设计[J];机床与液压;2018年17期
15 吴中博;李书;;基于Optistruct的结构静动力拓扑优化设计[J];航空计算技术;2006年06期
16 付瑜,李健华;柔性机构拓扑优化设计研究[J];机械与电子;2005年10期
17 曹楠楠;王新华;张钊;;气动隔绝门壳体件与门板件的拓扑优化设计[J];农业装备与车辆工程;2019年08期
18 陈敏超;赵阳;谢亿民;;空间结构节点的拓扑优化与增材制造[J];土木工程学报;2019年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 游栖霞;;洗衣干衣机烘干流道优化[A];2015年中国家用电器技术大会论文集[C];2015年
2 李翔;王皓;;基础简谐激励下的结构动响应拓扑优化[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 沈智达;陈海树;刘双宇;;某车型副车架模态拓扑优化设计[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
4 冉政;;不可压缩流体运动规范场论的若干理论进展及其应用[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 申鑫泽;;无碳小车车架拓扑优化[A];2019Altair技术大会论文集[C];2019年
6 孟祥杰;;汽车摆臂多目标拓扑优化方法研究[A];2019Altair技术大会论文集[C];2019年
7 詹双喜;朱俊杰;乔彦;;传动轴支架拓扑优化[A];2019Altair技术大会论文集[C];2019年
8 葛清源;穆雪峰;谭伟;;面向3D打印的飞机设备安装支架结构设计优化[A];2019Altair技术大会论文集[C];2019年
9 Haosu Zhou;Huichen Ma;Mingkai Zeng;Tong Li;;方程式赛车的转向节的拓扑优化与增材制造(英文)[A];2019Altair技术大会论文集[C];2019年
10 杨蕾;苏长青;;飞机发动机吊挂多目标拓扑优化研究[A];2019Altair技术大会论文集[C];2019年
11 陈百强;李宁;;基于OptiStruct的激光成型机工作台的拓扑优化[A];2018Altair结构仿真与优化技术暨OptiStruct用户大会论文集[C];2018年
12 曾桃涛;刘向燕;韦永平;;基于SolidThinking Inspire的减振器支架轻量化设计[A];2018Altair结构仿真与优化技术暨OptiStruct用户大会论文集[C];2018年
13 石国强;郝高云;刘春梅;黑大全;;多功能前下防护支架的拓扑优化设计[A];2018Altair结构仿真与优化技术暨OptiStruct用户大会论文集[C];2018年
14 林贞国;;拓扑优化在结构轻量化设计中的应用[A];2018Altair结构仿真与优化技术暨OptiStruct用户大会论文集[C];2018年
15 周巍;王臻;乔鑫;;某SUV方向盘振动优化解决方案[A];2018Altair结构仿真与优化技术暨OptiStruct用户大会论文集[C];2018年
16 黄政平;张国杰;王茜影;朱新涛;;基于OptiStruct汽车后排座椅结构优化研究[A];2018Altair结构仿真与优化技术暨OptiStruct用户大会论文集[C];2018年
17 方阳福;李涵;夏南;顾正东;;智能设备天线拓扑优化应用探讨[A];2019年全国天线年会论文集(下册)[C];2019年
18 戢健;宋威涛;刘剑平;杨明华;程平;;复合材料行李舱盖的技术研究与设计[A];2020中国汽车工程学会年会论文集(2)[C];2020年
19 李娜;付建蓉;徐洪友;陈卫琳;王琼;;某轻型载货汽车减振器支架失效分析与拓扑优化[A];2020中国汽车工程学会年会论文集(4)[C];2020年
20 余怀强;严阳阳;彭梓;桂进乐;王升;蒋创新;;低温共烧陶瓷基板内嵌大尺度腔体工艺研究[A];2019年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2019年
中国博士学位论文全文数据库 前14条
1 陈起;柔顺机构几何非线性拓扑优化算法及典型大变形柔顺机构设计研究[D];华南理工大学;2019年
2 王选;内嵌组件和孔洞的多材料连续体结构拓扑优化[D];大连理工大学;2019年
3 郑永锋;双向渐进稳健拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2019年
4 纪斌;柔性变形机翼关键结构的拓扑优化[D];南京航空航天大学;2017年
5 李宜伦;电磁装置拓扑优化数值方法研究[D];浙江大学;2019年
6 卞翔;基于免组装技术的大型有限元和拓扑优化快速算法研究[D];西北工业大学;2017年
7 郑静;随机认知混合不确定分析及在拓扑优化中的应用[D];湖南大学;2019年
8 王杭燕;基于性能驱动的纯电动轿车下车体结构拓扑优化与稳健性设计研究[D];湖南大学;2019年
9 曹靖;含多相双模量材料的连续体结构拓扑优化算法研究[D];西北农林科技大学;2016年
10 薛日野;考虑非线性的显式拓扑优化相关的问题研究[D];大连理工大学;2018年
11 达代聪;复杂非均质材料与结构的拓扑优化设计[D];湖南大学;2018年
12 尤芳;不确定结构的拓扑优化设计及分析[D];西安电子科技大学;2017年
13 高阁;桁架结构拓扑优化的理论与应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2017年
14 朱剑峰;结构拓扑优化理论及在轿车副车架开发中应用研究[D];北京理工大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 李旺;不可压缩流体流道拓扑优化设计[D];宁夏大学;2020年
2 曾昭贤;微加速度计结构多目标拓扑优化设计研究[D];广西科技大学;2013年
3 孙素敏;拓扑优化方法在重力坝设计中的应用研究[D];昆明理工大学;2010年
4 王小军;考虑腐蚀和可靠性的结构拓扑优化设计[D];电子科技大学;2012年
5 付强;基于有限元数值模拟的箱梁腹板拓扑优化分析与设计[D];长安大学;2017年
6 赵鹤鸣;基于动态特性的箱型梁拓扑优化设计[D];郑州大学;2017年
7 马新月;变密度拓扑优化方法及其在弧形钢闸门中的应用[D];大连理工大学;2017年
8 胡丹丹;不可压缩流体交替激励下水动力学数值模拟研究[D];昆明理工大学;2018年
9 南博;纤维增强复合材料结构离散拓扑优化研究[D];湖南大学;2019年
10 邓若玲;基于多目标拓扑优化方法的HMCVT箱体轻量化设计[D];华南农业大学;2018年
11 孙志军;基于拓扑优化的船舶机舱发电机抗振加固设计方法[D];大连理工大学;2019年
12 许启旺;考虑材料方向的结构/材料一体化拓扑优化设计方法研究[D];福建工程学院;2019年
13 刘春雷;高速马芬纸杯机的研制[D];安徽理工大学;2019年
14 周建华;简谐响应拓扑优化方法研究及其在正向设计中的应用[D];华南理工大学;2019年
15 刘志军;汽车转向泵支架的拓扑优化技术研究[D];贵州大学;2015年
16 白显中;连续体结构在非平稳随机地震荷载下的拓扑优化研究[D];华南理工大学;2019年
17 尤灏;拓扑优化在电子散热中的应用研究[D];上海交通大学;2018年
18 蒋青青;基于边界单元法的显式拓扑优化研究[D];大连理工大学;2019年
19 朱俊侠;拓扑优化方法在油船结构设计中的应用研究[D];大连理工大学;2019年
20 薛丁川;基于拓扑优化方法的微观结构设计[D];大连理工大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 江杰 甄恩龙;流道调整技术:重整“地下山河”[N];中国石化报;2020年
2 航空工业一飞院 范林;让飞机更轻盈[N];中国航空报;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978