一种隐式曲面多孔结构的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种隐式曲面多孔结构的优化方法，包括输入优化隐式曲面函数表达式，隐式曲面多孔结构相对密度，粒子群规模，最大迭代次数；初始化粒子，每个粒子位置坐标包含隐式曲面多孔结构的曲率参数和壁厚参数；计算迭代粒子的约束适应度；更新粒子群中的局部最优位置和全局最优位置；线性加权计算每个粒子的更新位置；满足突变要求时粒子位置中的曲率参数取相反数；当超过最大迭代次数时停止迭代，输出最优粒子位置，生成最优参数对应的隐式曲面多孔结构。本方法以线性加权方式进行粒子迭代，同时添加突变概率，保证粒子的随机行为，方法迭代速度较快，稳定可靠，迭代得到曲率参数和壁厚参数可以生成满足多功能需求的隐式曲面多孔结构。

【技术实现步骤摘要】
一种隐式曲面多孔结构的优化方法
本专利技术涉及计算机辅助设计与多功能优化领域，尤其是涉及一种隐式曲面多孔结构的优化方法。
技术介绍
当前在计算机辅助设计领域，实体结构的建模与分析优化已经研究较为成熟，大量的专业建模软件和分析软件被开发出来用于结构设计与优化。事实上，在自然界中，大部分天然结构中存在大量的多孔结构，例如生物的骨骼就是典型的多孔结构。多孔结构一般拥有错综复杂的内部孔洞，这些孔洞的结构大多是自然选择的结果，随着外界条件的变化，多孔结构在不断生成变化中成为具有最理想性能的复杂结构。为了精确描述多孔结构的形态特征，数学家开发了很多工具来实现参数化的设计建模。其中，隐式曲面是一种优秀的数学建模工具，运用简洁的数学函数表达式，就可以准确描绘多孔结构的复杂特征。近年来，研究人员提出了多种优秀的隐式曲面用于建模自然界常见的多孔结构，例如Gyroid曲面、Diamond曲面以及Schwarz曲面等。通过改变曲面的曲率参数以及形成多孔实体的偏置壁厚，可以方便地控制隐式曲面多孔结构的关键性能，满足不同的工程需求。针对隐式曲面多孔结构优良的孔洞特征，国内外学者研究了不同的应用案例。Abueid本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隐式曲面多孔结构的优化方法，包括以下步骤：(1)输入待优化隐式曲面函数表达式φ(x，y，z)＝c，c为曲率参数；(2)初始化L个粒子，第i个粒子初始位置坐标为

【技术特征摘要】
1.一种隐式曲面多孔结构的优化方法，包括以下步骤：(1)输入待优化隐式曲面函数表达式φ(x，y，z)＝c，c为曲率参数；(2)初始化L个粒子，第i个粒子初始位置坐标为其中，为隐式曲面的曲率参数，为隐式曲面多孔结构的壁厚参数，i∈[1，L]；(3)根据粒子当前位置，计算获得第k次迭代中第i个粒子的约束适应度k∈[0，K]，K为最大迭代次数；(4)根据粒子的约束适应度更新粒子群中的局部最优位置和全局最优位置(5)根据粒子当前位置局部最优位置和全局最优位置线性加权计算粒子更新位置(6)在步骤(5)之后，保持粒子位置中壁厚参数项不变，根据变异条件对粒子更新位置进行选择变异；(7)迭代执行步骤(3)～(6)，直到迭代次数达到最大迭代次数K为止，输出最后一次迭代中获得的全局最优位置，该全局最优位置即为最优曲率与壁厚参数；(8)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相对密度一定、比表面积最大的隐式曲面多孔结构。2.如权利要求1所述的隐式曲面多孔结构的优化方法，其特征在于，步骤(3)中，根据粒子当前位置利用移动立方体算法生成隐式曲面对应的网格曲面，并偏置成壁厚为的多孔实体结构，再根据该多孔实体结构计算第k次迭代中第i个粒...

【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