教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-04-0272) 作品数:6 被引量:37 H指数:3 相关作者: 刘书田 张晖 张雄 张永存 乔赫廷 更多>> 相关机构: 大连理工大学 韩国科学技术研究院 更多>> 发文基金: 教育部“新世纪优秀人才支持计划” 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 更多>> 相关领域: 理学 一般工业技术 更多>>
左手薄膜材料的设计优化 薄膜材料由多层材料组成,其电磁波的传播特性与各层材料的厚度和材料性质相关。如果能够通过设计各层材料的厚度和材料性质,以使其具有负折射、完全投射等特异的波传播性质,可应用于结构隐身等的涂层材料。以此为背景,研究了多层薄膜材... 刘书田 许卫凯 董炎章关键词:左手材料 负折射率 遗传算法 拓扑优化 文献传递 拓扑相关热载荷作用下稳态热传导结构拓扑优化 被引量:12 2009年 针对热源随结构形式变化的稳态结构热传导拓扑优化问题,提出了以温度方差为目标函数来评价设计域内温度分布的均匀程度的方法,同时考虑结构内热源引起的热载荷的拓扑相关性,以高热导率材料的体积用量为约束建立了拓扑优化模型。采用正则化的Heaviside函数建立了材料插值模型,获得了清晰的0/1拓扑。数值算例验证了所提出的目标函数以及采用的求解方法的合理性与有效性。 张晖 刘书田 张雄关键词:拓扑优化 热传导 设计相关动压力作用下连续体结构拓扑优化 被引量:5 2009年 针对动压力作用下连续体结构拓扑优化问题,文中以结构动柔顺度为目标,以材料体积为约束,建立拓扑优化模型。该优化问题作为一般动力学拓扑优化问题的延伸,其动压力载荷不仅随着时间简谐变化,而且随着结构拓扑和形状的变化而改变力的作用点和方向。文中提出一种基于单元的边界搜索方法,简便而准确地获得优化过程中的压力加载边界。同时采用RAMP(rational approximation of material properties)方法消除局部模态现象。数值算例表明,采用这种新的边界搜索方法,结合RAMP方法处理此类问题是有效的。 张晖 刘书田 张雄关键词:拓扑优化 谐响应 金属蜂窝材料换热性能分析快速数值算法 被引量:3 2008年 由于存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度,金属蜂窝材料在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的散热性能,研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义。蜂窝材料强迫对流换热是流-固耦合传热问题,由于具有大量微结构,直接采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟,计算量巨大,成为进行优化设计的主要障碍。发展具有广泛适用性的高效快速算法具有重要的理论意义和应用价值。针对金属蜂窝强迫对流换热结构,本文中提出了一种快速高效的数值算法,计算速度比有限体积法提高3~4个数量级。通过2个具体算例,验证了该方法的有效性和广泛适用性。 张永存 刘书田关键词:对流换热 有限体积法 开孔金属泡沫换热性能表征方法研究 <正>金属泡沫由于具有较高导热系数的骨架,较好的通透性以及高比表面积,因此在具有较高的比刚度和比强度之外,其本身还是良好的换热介质。因此,研究强迫对流下金属泡沫材料的换热性能对其多功能化设计具有重要的意义。首先讨论了Lu... 朱贺 张永存 刘书田关键词:金属泡沫 传递矩阵法 文献传递 考虑自重载荷作用的连续体结构拓扑优化 被引量:12 2009年 针对自重载荷作用下连续体结构拓扑优化中常遇到的柔顺度随单元密度变化的非单调性、非有效的材料体积约束和材料低密度区出现的"附属"效应等主要困难,提出了RAMP材料插值模型和平均敏度过滤技术相结合的求解策略,并采用MMA方法进行了优化求解.研究了惩罚因子的选择对最优拓扑以及材料体积约束的影响.结果表明,合理增大RAMP材料模型中惩罚因子(例如取值达到20.0),可使材料体积约束达到有效约束.此外,通过与Sigmund提出的敏度过滤技术比较表明,当引入平均敏度过滤技术时,结果0/1化程度较Sigmund的敏度技术高,可获得清晰的黑白拓扑. 张晖 刘书田 张雄关键词:拓扑优化 RAMP 结构构型与结构间连接方式协同优化设计 被引量:3 2009年 通常的结构拓扑优化是在给定外部作用下的构型设计.然而对于复杂结构,各部件由连接构件相连并通过它传递外部作用,所以连接方式影响部件承受载荷的分布,即连接构件的布局对部件的最优构型有重要影响.研究结构部件构型与部件之间连接方式的协同优化问题,在连接区域引入一种特殊的材料模型,以材料的分布描述连接方式.将承力结构与连接构件域的材料密度同时作为设计变量,提出了一种基于拓扑优化思想的连接方式与结构拓扑优化协同设计的优化模型和相应的求解方法.给出的算例证明了这种设计方法与优化策略的有效性. 乔赫廷 刘书田关键词:拓扑优化 连接方式 协同设计 有限元 考虑作动器联接方式的结构形状控制优化 被引量:2 2009年 以压电材料梁式作动器控制复合材料层合板形状的设计问题为对象,研究有限个独立控制参数条件下的形状最优控制问题。研究了作动器与信号发生器(独立控制参数)联接关系的参数化描述方式,建立了作动器联接方式与控制参数协同设计的问题提法;针对优化问题中离散变量(联接方式描述参数)和连续变量(控制参数)共存的特点,建立了遗传算法和线性最小二乘(Linear Least Square,LLS)方法相结合的求解策略和方法;在响应分析所采用的有限元模型中,采用粘结层单元描述本体结构与作动器之间的连接。复合材料层合板形状控制设计的实例,验证了该文中建立的问题提法、优化模型和求解策略的有效性。 刘书田 林哲祺关键词:优化设计 压电材料 遗传算法