Skip to main content
Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization 4/2021

04.01.2021 | Research Paper

Structural topology optimization using a level set method with finite difference updating scheme

verfasst von: Yi Lin, Weidong Zhu, Jiangxiong Li, Yinglin Ke

Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization | Ausgabe 4/2021

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

In conventional level set methods for topology optimization, the evolution of level set function is solved by upwind scheme and needs to be reinitialized frequently throughout the optimization. The upwind scheme is complicated in numerical implementation and the reinitialization is time-consuming and slows down the optimization efficiency. This paper presents a level set method updated with finite difference scheme for structural topology optimization. The velocity field used to update the level set function is interpolated by piecewise basis function in order to incorporate the universal mathematical programming algorithm into the optimization. The diffusion is introduced into the Hamilton-Jacobi equation and the three-step splitting method is adopted to solve the equation. By applying the proposed method, the evolution of the level set can be updated by simple central difference scheme and the procedure of reinitialization is avoided without sacrificing the numerical stability. The classical mean compliance minimization problem with several numerical examples is used to test the validity of the proposed method.

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!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
Zurück zum Zitat Bendsøe MP, Sigmund O (2004) Topology optimization. Springer Berlin Heidelberg, HeidelbergCrossRef Bendsøe MP, Sigmund O (2004) Topology optimization. Springer Berlin Heidelberg, HeidelbergCrossRef
Zurück zum Zitat Nocedal J, Wright SJ (1999) Numerical Optimization. Springer-Verlag, New YorkCrossRef Nocedal J, Wright SJ (1999) Numerical Optimization. Springer-Verlag, New YorkCrossRef
Zurück zum Zitat Sethian JA (1999) Level set methods and fast marching methods: evolving interfaces in computational geometry, fluid mechanics, computer vision, and materials science. Cambridge University Press, CambridgeMATH Sethian JA (1999) Level set methods and fast marching methods: evolving interfaces in computational geometry, fluid mechanics, computer vision, and materials science. Cambridge University Press, CambridgeMATH
Metadaten
Titel
Structural topology optimization using a level set method with finite difference updating scheme
verfasst von
Yi Lin
Weidong Zhu
Jiangxiong Li
Yinglin Ke
Publikationsdatum
04.01.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Structural and Multidisciplinary Optimization / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 1615-147X
Elektronische ISSN: 1615-1488
DOI
https://doi.org/10.1007/s00158-020-02779-x

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2021

Structural and Multidisciplinary Optimization 4/2021 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.