基于动态高斯滤波的拓扑优化灵敏度过滤方法

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第11期北京时间：

作者：王伟, 张岐良, 徐颖珊

单位：1.中山大学系统科学与工程学院2.北京空天技术研究所

摘要：为解决拓扑优化中出现的边界模糊问题,提出一种结构拓扑优化灵敏度过滤的动态高斯滤波方法。该方法的主要思想是:随着拓扑优化的进行,基于结构离散性能指标减小高斯函数标准差的值,即降低周围单元对中心单元的影响。结合固体各向同性惩罚微结构模型(SIMP),通过经典算例验证了该灵敏度过滤方法的可行性。数值实验结果表明:基于动态高斯滤波的灵敏度过滤方法,不仅可以消除棋盘格和网格依赖性等数值不稳定现象,还可以避免出现“边界扩散”现象,使拓扑优化结构具有清晰的边界;此外,该方法还可加快拓扑优化的收敛速度,提高拓扑优化的稳定性。

关键词：灵敏度过滤,动态高斯,拓扑优化,边界扩散

基金资助：中山大学"百人计划"人才引进资助项目(190313)。