【技术实现步骤摘要】
用于三维单元结构建模和拓扑优化的B样条高清晰度单元水平集方法和计算机存储介质
本专利技术涉及拓扑
，尤其涉及一种用于三维单元结构建模和拓扑优化的B样条高清晰度单元水平集方法和计算机存储介质。
技术介绍
拓扑优化是一种数学和计算方法，最初是为优化材料分布而开发的，目的是在给定的设计领域、目标函数和约束条件下获得更好的实体结构的结构性能。经过近三十年的发展，拓扑优化已获得相当大的普及，并且该技术已成为可行的并且在许多领域中不可或缺的工具，例如用于轻型结构、多孔材料(cellularmaterial)和医疗植入物的设计和优化的工程实践。从早期的均质化方法到各向同性固体材料惩罚方法(SIMP)、演化结构优化方法和水平集方法，已经提出了各种建模和优化方法。用于形状和拓扑优化的水平集方法基于材料域和界面边界的隐式表示。在水平集方法中，结构界面由高维水平集函数的零水平隐式表示，高维水平集函数的零水平通过水平集函数的动态变化自然地适应材料域中的拓扑变化。在最一般的情况下，结构形状和拓扑变化在数学上由哈密顿雅可比偏微分方...
【技术保护点】
1.一种用于三维单元结构建模和拓扑优化的B样条高清晰度单元水平集方法，包括：/n将目标全局结构的全局设计域划分为多个子域单元；以及/n针对所述多个子域单元中的每一个，使用隐式B样条函数定义用于表示子域单元的结构材料域的单元水平集函数，使得整组单元水平集函数包括整个全局设计域上的全局水平集函数。/n
【技术特征摘要】
20181031 US 62/766,6831.一种用于三维单元结构建模和拓扑优化的B样条高清晰度单元水平集方法，包括：
将目标全局结构的全局设计域划分为多个子域单元；以及
针对所述多个子域单元中的每一个，使用隐式B样条函数定义用于表示子域单元的结构材料域的单元水平集函数，使得整组单元水平集函数包括整个全局设计域上的全局水平集函数。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
定义相邻子域单元的隐式B样条函数的参数系数的兼容性约束，以保证它们的几何连通性达到指定阶的平滑度。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过确定每个子域单元中的隐式B样条函数的系数来初始化所述单元水平集函数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于目标全局结构的体积数据和目标全局结构的实体或表面表示中的一种使用快速B样条差值法或快速离散B样条卷积运算获得隐式B样条函数的系数。
5.根据权利要求2所述的方法，还包括：将相邻子域单元的隐式B样条函数的参数系数的兼容性约束沿周期重复方向应用到子域单元的相对面，以表示周期单元。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在隐式B样条函数的节点序列中插入预定数量的特定节点来实现单元划分。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，通过划分得到的子域单元中的隐式B样条函数的系数只能控制该子域单元中的B样条的形...
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