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Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization 3/2021

10.06.2021 | Educational Paper

TopADD: a 2D/3D integrated topology optimization parallel-computing framework for arbitrary design domains

verfasst von: Zhi-Dong Zhang, Osezua Ibhadode, Ali Bonakdar, Ehsan Toyserkani

Erschienen in: Structural and Multidisciplinary Optimization | Ausgabe 3/2021

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Abstract

In this work, a two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) integrated topology optimization (TO) parallel-computing framework, named TopADD (TOPology optimization for Arbitrary Design Domains), is developed to deal with topology optimization problems with arbitrary design domains. The parallel-computing framework is an extended work of the initial parallel-computing framework developed by Aage et al. (Struct Multidiscip Optim 51(3): 565–572, 2015). The extension is threefold: (a) a 2D implementation has been incorporated into the framework to achieve seamless switching between 2D and 3D dimensions; (b) an efficient voxelizer that can initialize complex geometries into the design domains for topology optimization is developed; and (c) besides the compliance minimization problem, two other physics have been considered: the compliant mechanism and the heat conduction problems. Additionally, the computational efficiency of the proposed framework has been examined. Compared to the other frameworks in the literature, the proposed work has superior efficiency in both computational time and memory usage. Lastly, the proposed topology optimization framework’s compatibility with additive manufacturing (AM) has been demonstrated by exporting and printing the final optimized parts without postprocessing.

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Literatur
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Metadaten
Titel
TopADD: a 2D/3D integrated topology optimization parallel-computing framework for arbitrary design domains
verfasst von
Zhi-Dong Zhang
Osezua Ibhadode
Ali Bonakdar
Ehsan Toyserkani
Publikationsdatum
10.06.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Structural and Multidisciplinary Optimization / Ausgabe 3/2021
Print ISSN: 1615-147X
Elektronische ISSN: 1615-1488
DOI
https://doi.org/10.1007/s00158-021-02917-z

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