摘要：采用尺度关联的一体化设计方法开展了旋转周期圆环结构的拓扑优化设计研究,以宏观结构的最大刚度为目标,研究了材料表征体胞尺度、构型以及不同载荷作用形式对蜂窝夹芯圆环结构优化结果的影响.所提出的无量纲结构构型因子实现了优化结构的结构效率量化评估.结合SIMP材料模型和周长控制方法,实现了宏观结构和细观表征体胞的优化设计,获得清晰的材料分布.数值算例表明,尺度关联的一体化设计方法能有效地完成圆环结构的拓扑优化设计,设计结果充分反映体胞尺度效应对旋转周期圆环结构夹芯构型的影响.

摘要：根据水轮机转轮具有旋转周期性的特点，引入复约束的概念，对水轮机结构进行简化，可以显著缩减动力分析问题的计算规模。同时，为了考虑水对水轮机转轮的影响，假设水是不可压，无粘和无旋的，从而将水对水轮机的作用通过附加质量的方式引入到结构振动方程中。在结构动力方程求解过程中，注意到方程的系数矩阵中和子结构内部自由度相应的主要部分保持为实数矩阵，求解时利用此特点，可以大大节省计算的工作量。