Skip to main content
Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization 5/2014

01.05.2014 | BRIEF NOTE

On the consistency of adjoint sensitivity analysis for structural optimization of linear dynamic problems

verfasst von: Jakob S. Jensen, Praveen B. Nakshatrala, Daniel A. Tortorelli

Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization | Ausgabe 5/2014

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Gradient-based topology optimization typically involves thousands or millions of design variables. This makes efficient sensitivity analysis essential and for this the adjoint variable method (AVM) is indispensable. For transient problems it has been observed that the traditional AVM, based on a differentiate-then-discretize approach, may lead to inconsistent sensitivities. Herein this effect is explicitly demonstrated for a single dof system and the source of inconsistency is identified. Additionally, we outline an alternative discretize-then-differentiate AVM that inherently produces consistent sensitivities.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Bendsøe MP, Kikuchi N (1988) Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method. Comput Methods Appl Mech Eng 71(2):197–224CrossRef Bendsøe MP, Kikuchi N (1988) Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method. Comput Methods Appl Mech Eng 71(2):197–224CrossRef
Zurück zum Zitat Bendsøe MP, Sigmund O (2003) Topology optimization - theory, methods and applications. Springer Verlag, Berlin Heidelberg Bendsøe MP, Sigmund O (2003) Topology optimization - theory, methods and applications. Springer Verlag, Berlin Heidelberg
Zurück zum Zitat Dahl J, Jensen JS, Sigmund O (2008) Topology optimization for transient wave propagation problems in one dimension. Struct Multidiscip Optim 36:585–595CrossRefMATHMathSciNet Dahl J, Jensen JS, Sigmund O (2008) Topology optimization for transient wave propagation problems in one dimension. Struct Multidiscip Optim 36:585–595CrossRefMATHMathSciNet
Zurück zum Zitat Elesin Y, Lazarov BS, Jensen JS, Sigmund O (2012) Design of robust and efficient photonic switches using topology optimization. Photonics Nanostruct Fundam Appl 10(1):153–165CrossRef Elesin Y, Lazarov BS, Jensen JS, Sigmund O (2012) Design of robust and efficient photonic switches using topology optimization. Photonics Nanostruct Fundam Appl 10(1):153–165CrossRef
Zurück zum Zitat Fox RL, Kapoor MP (1970) Structural optimization in the dynamic regime: a computational approach. AIAA 8:1798–1804CrossRefMATH Fox RL, Kapoor MP (1970) Structural optimization in the dynamic regime: a computational approach. AIAA 8:1798–1804CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Gunzburger MD (1999) Sensitivities, adjoints and flow optimization. Int J Numer Methods Fluids 31(1): 53–78. ISSN 1097- 0363CrossRefMATHMathSciNet Gunzburger MD (1999) Sensitivities, adjoints and flow optimization. Int J Numer Methods Fluids 31(1): 53–78. ISSN 1097- 0363CrossRefMATHMathSciNet
Zurück zum Zitat Kang B-S, Park G-J, Arora JS (2006) A review of optimization of structures subjected to transient loads. Struct Multidiscip Optim 31:81–95CrossRefMATHMathSciNet Kang B-S, Park G-J, Arora JS (2006) A review of optimization of structures subjected to transient loads. Struct Multidiscip Optim 31:81–95CrossRefMATHMathSciNet
Zurück zum Zitat Le C, Bruns TE, Tortorelli DA (2012) Material microstructure optimization for linear elastodynamic energy wave management. J Mech Phys Solids 60:351–378CrossRefMATHMathSciNet Le C, Bruns TE, Tortorelli DA (2012) Material microstructure optimization for linear elastodynamic energy wave management. J Mech Phys Solids 60:351–378CrossRefMATHMathSciNet
Zurück zum Zitat Mello LAM, Salas RA, Silva ECN (2012) On response time reduction of electrothermomechanical mems using topology optimization. Comput Methods Appl Mech Eng 247248(0):93– 102CrossRefMathSciNet Mello LAM, Salas RA, Silva ECN (2012) On response time reduction of electrothermomechanical mems using topology optimization. Comput Methods Appl Mech Eng 247248(0):93– 102CrossRefMathSciNet
Zurück zum Zitat Min S, Kikuchi N, Park YC, Kim S, Chang S (1999) Optimal topology design of structures under dynamic loads. Struct Optim 17:208–218 Min S, Kikuchi N, Park YC, Kim S, Chang S (1999) Optimal topology design of structures under dynamic loads. Struct Optim 17:208–218
Zurück zum Zitat Nomura T, Sato K, Taguchi K, Kashiwa T, Nishiwaki S (2007) Structural topology optimization for the design of broadband dielectric resonator antennas using the finite difference time domain technique. Int J Numer Methods Eng 71(11):1261–1296CrossRefMATH Nomura T, Sato K, Taguchi K, Kashiwa T, Nishiwaki S (2007) Structural topology optimization for the design of broadband dielectric resonator antennas using the finite difference time domain technique. Int J Numer Methods Eng 71(11):1261–1296CrossRefMATH
Zurück zum Zitat Tortorelli DA, Lu SCY, Haber RB (1990) Design sensitivity analysis for elastodynamic systems. 18 (1):77–106MathSciNet Tortorelli DA, Lu SCY, Haber RB (1990) Design sensitivity analysis for elastodynamic systems. 18 (1):77–106MathSciNet
Zurück zum Zitat van Keulen F, Haftka RT, Kim NH (2005) Review of options for structural design sensitivity analysis. part 1: linear systems. Comput Methods Appl Mech Eng 194(30-33):3213–3243CrossRefMATH van Keulen F, Haftka RT, Kim NH (2005) Review of options for structural design sensitivity analysis. part 1: linear systems. Comput Methods Appl Mech Eng 194(30-33):3213–3243CrossRefMATH
Metadaten
Titel
On the consistency of adjoint sensitivity analysis for structural optimization of linear dynamic problems
verfasst von
Jakob S. Jensen
Praveen B. Nakshatrala
Daniel A. Tortorelli
Publikationsdatum
01.05.2014
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Structural and Multidisciplinary Optimization / Ausgabe 5/2014
Print ISSN: 1615-147X
Elektronische ISSN: 1615-1488
DOI
https://doi.org/10.1007/s00158-013-1024-4

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2014

Structural and Multidisciplinary Optimization 5/2014 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.