کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6916474 862925 2016 30 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Shape optimisation with multiresolution subdivision surfaces and immersed finite elements
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی شکل با سطوح زیرسطح چندتایی و عناصر محدودی غوطه ور شده
ترجمه چکیده
ما یک تکنیک بهینه سازی جدیدی را ایجاد می کنیم که سطوح زیرسطح چندتایی را برای توصیف مرز با عناصر محدودی غوطه ور برای تقسیم مشکلات اولیه و متضاد بهینه سازی ترکیب می کند. سطوح چندتایی مانند سطوح چندتایی نشان دهنده مرز دامنه با استفاده از یک مش کنترل درشت و یک دنباله از بردارهای جزئیات است. بر اساس تجزیه چندتایی، الگوریتم های کارآمد و سریع برای بازسازی مش های مختلف ریز مختلف در دسترس هستند. در طول بهینه سازی شکل، مختصات رأس مش های کنترل با استفاده از اطلاعات شیب شکل محاسبه شده به روز می شود. با توجه به معانی اصلاح چندمتغیره، به روزرسانی مختصات رشته مختصات کنترل مش، منجر به تغییرات هندسی در مقیاس بزرگ می شود و در عین حال، به روز رسانی مختصات مش های کنترل دقیق به تغییرات هندسی جزئی می انجامد. در محاسبات ما با بهینه سازی کمترین مش کنترلی شروع می کنیم و هر زمان که عملکرد هزینه حداقل می رسد، آن را اصلاح کنیم. این رویکرد به طور موثر مانع از ظهور نوسانات هندسی مرزی غیر فیزیکی و آسیب شناسی مش، مانند عناصر معکوس می شود. مستقل از ظرافت مش کنترل که برای بهینه سازی استفاده می شود، در شبکه عنصر محدودی غوطهور، مرز دامنه همیشه با یک مش کنترل نسبتا خوب از وضوح ثابت نمایش داده می شود. با استفاده از روش المان های غوطه ور شده، نیازی به نگه داشتن یک تجزیه و تحلیل مساحت مناسب نیست. در برخی از نمونه های کششی دو بعدی و سه بعدی، مشتق توپولوژی برای معرفی سوراخ های جدید درون دامنه استفاده می شود. ادغام یا حذف حفره ها در نظر گرفته نمی شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
We develop a new optimisation technique that combines multiresolution subdivision surfaces for boundary description with immersed finite elements for the discretisation of the primal and adjoint problems of optimisation. Similar to wavelets, multiresolution surfaces represent the domain boundary using a coarse control mesh and a sequence of detail vectors. Based on the multiresolution decomposition efficient and fast algorithms are available for reconstructing control meshes of varying fineness. During shape optimisation the vertex coordinates of control meshes are updated using the computed shape gradient information. By virtue of the multiresolution editing semantics, updating the coarse control mesh vertex coordinates leads to large-scale geometry changes and, conversely, updating the fine control mesh coordinates leads to small-scale geometry changes. In our computations we start by optimising the coarsest control mesh and refine it each time the cost function reaches a minimum. This approach effectively prevents the appearance of non-physical boundary geometry oscillations and control mesh pathologies, like inverted elements. Independent of the fineness of the control mesh used for optimisation, on the immersed finite element grid the domain boundary is always represented with a relatively fine control mesh of fixed resolution. With the immersed finite element method there is no need to maintain an analysis suitable domain mesh. In some of the presented two and three-dimensional elasticity examples the topology derivative is used for introducing new holes inside the domain. The merging or removing of holes is not considered.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering - Volume 300, 1 March 2016, Pages 510-539
نویسندگان
, , ,