基于参数化水平集方法的流体管道拓扑优化设计方法

摘要

本发明涉及一种基于参数化水平集方法的流体管道拓扑优化设计方法，属于流体管道拓扑优化设计领域。解决传统基于材料分布模型的流体管道拓扑优化方法无法直接准确获取管道边界信息，且设计变量较多的技术问题。所述方法是使用径向基函数对初始水平集函数进行插值，得到的插值系数则为优化问题的设计变量。再利用Heaviside函数将经插值得到的水平集函数映射成设计区域各个有限单元上的间接设计变量，从而将水平集模型转化为了材料分布模型，然后以流量驱动流通过设计区域的耗散能最小作为目标，以流体管道体积作为约束进行设计。该方法能够有效地减少设计变量的个数，且同时提供更加精确的管道边界描述。