Multiphysics topology optimization for piezoelectric acoustic focuser

استفاده از مواد پیزوالکتریک به مزایای بسیاری از جمله کاهش تعداد قطعات و هزینه تولید سیستم مکانیکی کمک می کند. با وجود این شایستگی ها، پیش بینی های عملکرد و بهینه سازی دستگاه های مبتنی بر پیزوالکتریک به دلیل اتصال متقابل بین برق و مکانیک، به چالش کشیدند. تجزیه و تحلیل و بهینه سازی زمانی که آکوستیک ها باید با دستگاه های مبتنی بر پیزوالکتریک متصل شوند، دشوارتر می شوند. در مطالعه حاضر، اتصال متقابل در میان الکتریکی، مکانیک و آکوستیک شبیه سازی شده و کاربرد آن برای بهینه سازی توپولوژیک یک کانکتور انرژی صوتی ارائه شده است. با توجه به مسائل محلی اپتیما، برخی طرح بندی های ناهموار و ناموفق به دست می آید. برای غلبه بر این موضوع و اعمال محدودیت تولید، یک فیلتر چگالی مورفولوژی اصلاح شده نیز توسعه یافته است. با رویکرد ارائه شده، ممکن است برخی از حلقه های پیزوالکتریک بهینه شده برای تعیین انرژی صوتی را تعیین کند. در مقایسه با روش های طراحی موجود، برخی از طرح های بهتر از نظر ارزش عینی می تواند با روش فعلی بدست آید.