一种基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法，包括输入待优化隐式曲面函数表达式，多孔实体壁厚，粒子群规模，最大迭代次数；初始化粒子，每个粒子包含一个位置项；计算每个粒子在迭代中的适应度；更新粒子群中的局部最优位置和全局最优位置；根据粒子当前位置、局部最优位置和全局最优位置，计算每个粒子的更新位置；当满足变异条件时，将粒子更新位置进行变异；不断迭代直到达到迭代最大次数，输出最优位置生成力学性能最优隐式曲面多孔结构。本方法通过修改粒子位置移动规则，避免了标准粒子群算法在定义域限制下的缺点，提高了局部最优和全局最优搜索能力。本方法稳定可靠，特别适合隐式曲面多孔结构的参数优化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法
本专利技术涉及计算机辅助设计与优化领域，尤其是涉及一种基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法。
技术介绍
隐式曲面是一种拥有确定函数表达式的数学曲面，又被称为等值面。不同于工业领域广泛应用的参数曲面或者离散网格曲面，隐式曲面可以表示任意复杂拓扑结构的三维曲面，此外复杂的布尔运算可以在隐式曲面函数式上进行快速的计算，隐式曲面在经过几何操作后仍然可以方便地表示为隐函数形式。由于这些重要的优点，越来越多的复杂结构采用隐式曲面来构造。多孔结构是一种具有复杂拓扑的几何结构，根据不同的分类标准，可以分为开孔结构、闭孔结构、周期性多孔结构、非周期性多孔结构等。这类复杂多孔结构在工程领域有着广泛的应用，错综复杂的内部孔洞可以为热交换、分子吸附提供充足的空间，同时复杂的孔壁可以在电磁波吸收领域发挥重要作用。不同于传统工业中的实体零部件，多孔结构可以在达到力学要求的同时大大降低材料的消耗，实现轻量化的目的，这对于降低制造成本以及后续应用中的资源消耗具有重要的意义。随着研究人员的深入探索，越来越多形态各异的隐式曲面被提出用于多孔结构的建模与应用。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法，包括以下步骤：(1)输入待优化隐式曲面函数表达式f(x，y，z)＝c，c为曲率参数；(2)对标准粒子群算法进行改进，具体为：抛弃标准粒子群算法中的速度项，改进粒子位置更新公式，并引入变异概率对更新粒子位置进行变异，获得改进粒子群算法；(3)采用改进粒子群算法对曲率参数c进行优化，以获得最优曲率参数；(4)根据最优曲率参数对应的最优隐式曲面函数和多孔实体壁厚生成力学性能最优隐式曲面多孔结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法，包括以下步骤：(1)输入待优化隐式曲面函数表达式f(x，y，z)＝c，c为曲率参数；(2)对标准粒子群算法进行改进，具体为：抛弃标准粒子群算法中的速度项，改进粒子位置更新公式，并引入变异概率对更新粒子位置进行变异，获得改进粒子群算法；(3)采用改进粒子群算法对曲率参数c进行优化，以获得最优曲率参数；(4)根据最优曲率参数对应的最优隐式曲面函数和多孔实体壁厚生成力学性能最优隐式曲面多孔结构。2.如权利要求1所述的基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法，其特征在于，采用改进的粒子群算法对曲率参数c进行优化的具体步骤为：(a)初始化N个粒子；(b)根据隐式曲面函数，计算粒子在第m次迭代的适应度；(c)根据粒子当前位置的适应度更新粒子群中的局部最优位置和全局最优位置；(d)根据粒子当前位置、局部最优位置以及全局最优位置对粒子当前位置进行更新，获得粒子更新位置；(e)在步骤(d)之后，根据变异条件对粒子更新位置进行选择变异；(f)迭代执行步骤(b)～(e)，直到迭代次数达到预设阈值M为止，输出最后一次迭代中获得全局最优位置，该全局最优位置即为最优曲率参数。3.如权利要求2所述的基于改进粒子群算法的隐式曲面多孔结构优化方法，其特征在于，步骤(b)具体为：首先，将第i个粒子在第m次迭代的粒子当前位置带入隐式曲面函数表达式，并利用移动立方体算法生成对应的网格曲面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯嘉炜，傅建中，林志伟，商策，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33