发展了一种利用水平集演化技术求解拓扑相关荷载作用下结构拓扑优化问题的数值方法.通过引入水平集函数,我们以隐含的方式对结构的拓扑和形状作了描述,从而把拓扑优化问题转化为了寻求最优水平集函数的数学规划问题.利用基于连续体概念的灵敏度分析技术,构造了用于驱动水平集演化的速度场.由于结构的边界可以用零水平集加以描述,因此利用适当的数学变换,我们可以方便地处理施加在结构上的拓扑相关荷载,这样就避免了以往算法中繁复的边界提取工作以及为了处理拓扑相关荷载所采取的特殊技巧.文末的数值算例表明了提出的优化方法在处理此类问题时所具有的独到的优越性.
拓扑优化 拓扑相关荷载 灵敏度分析 水平集 有限元