考虑瞬态效应的周期性多材料传热结构拓扑优化 |
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引用本文: | 李信卿,赵清海,龙凯,张洪信.考虑瞬态效应的周期性多材料传热结构拓扑优化[J].航空学报,2022(12):512-524. |
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作者姓名: | 李信卿 赵清海 龙凯 张洪信 |
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作者单位: | 1. 青岛大学机电工程学院;2. 青岛大学电动汽车智能化动力集成技术国家地方联合工程研究中心;3. 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(52175236);;中国博士后科学基金面上项目(2017M612191)~~; |
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摘 要: | 常规传热结构的周期性拓扑优化通常基于稳态热传导模型,并未考虑瞬态效应对设计结果的影响。针对瞬态热传导目标响应最大值最小化问题,搭建基于Ordered-RAMP法的多材料插值模型,提出一种周期性多材料瞬态热传导拓扑优化设计方法。该方法分别以时间历程内传热结构最高温度最小化与最高散热耗能最小化为设计目标,引入聚合函数处理设计变量的瞬态响应不可微问题,并通过重新分配单元目标函数基值实现子区域周期性约束设置。数值算例验证了所提方法的有效性和可行性。结果表明:不同热负荷工作时间下,均可得到材料分布合理、边界清晰的周期性拓扑构型,并能实现不同设计目标下的性能最优;周期性约束会对拓扑构型产生影响,且子区域数目越多优化目标越差。
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关 键 词: | 瞬态效应 传热结构 周期性 多材料 最高温度 散热耗能 |
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