基于显式几何更新算法的地下管道自动形状优化

作     者：王中王 武鹏飞 赵娟 陈磊磊 廉浩杰 WANG Zhong-wang;WU Peng-fei;ZHAO Juan;CHEN Lei-lei;LIAN Hao-jie

作者机构：黄淮学院建筑工程学院驻马店463003 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室太原030024 信阳师范学院建筑与土木工程学院信阳464000 

基　　金：国家自然科学基金(51904202 51904196)资助项目 

出 版 物：《计算力学学报》 (Chinese Journal of Computational Mechanics)

年 卷 期：2023年第40卷第1期

页      码：14-20页

摘      要：基于计算力学中的结构优化思想,应用一种新型的显式几何更新算法,自行编制C++程序,实现地下管道形状设计的自动优化。管道内的流体假设为牛顿不可压缩流,并考虑惯性项。优化区域主要为管道竖直方向和水平方向的过渡段。形状优化的设计变量是几何边界的有限元节点坐标,优化目标是实现流体黏性能耗散的最小化。优化过程基于形状梯度,即通过形状敏感度分析来求解目标函数相对于设计变量的偏导数。所使用的显式几何更新算法既可以通过网格清晰描述形状,也可以大范围地自动更新网格。详细介绍了地下管道自动形状优化过程的关键步骤。通过数值算例探讨了不同注入速度、密度和黏度对其最优形状的影响。

主 题 词：地下管道 纳维斯托克斯流 黏性能耗散 形状敏感度 自动形状优化 

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7511/jslx20210811002

馆 藏 号：203118543...