一种具备拓扑感知能力的生成式超材料设计方法技术

技术编号:46563469 阅读:2 留言:0更新日期:2025-10-10 21:15
一种具备拓扑感知能力的生成式超材料设计方法,属于计算机辅助设计和材料工程领域。本发明专利技术首先对收集的二维超材料晶胞结构进行预处理,构建训练数据集,包括晶胞结构的离散二值场与有向距离场表征、物理属性、拓扑特征。随后在上述数据集基础上,利用扩散生成模型开展自监督学习,并引入物理属性与拓扑特征作为条件机制,指导晶胞结构的生成过程。最终用户可指定目标物理属性,结合模型在几何与拓扑特征空间的探索能力,快速生成满足需求且形态多样的晶胞结构。本发明专利技术为首个具备拓扑感知能力的超材料设计方法,具有高效性、高质量、结构生成稳定性强与设计多样性丰富等优点,适用于宏观多尺度结构设计,具有广阔的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机辅助设计和材料工程领域,具体为一种基于数据驱动和持续同调算法的深度生成模型,用于超材料晶胞结构的设计与优化。


技术介绍

1、超材料是一种通过设计微观晶胞结构、展现超自然界特性的创新材料体系,其核心特点在于不依赖新材料成分的发现,而是依托特定的结构几何构型与拓扑特性,实现多样化的超常物理性能。目前,已经成功设计出具有超刚度、负泊松比、超常磁导率等性质的超材料结构,广泛应用于航空航天、通信工程和能源器件等领域。通过开发晶胞结构丰富设计方案来扩展超材料功能是该领域的核心任务。近年来,基于人工智能的超材料设计方法成为国内外研究热点,典型技术路径包含采用变分自编码器(vae)、生成对抗网络(gan)等深度生成模型实现超材料结构创新设计。然而,现有算法都存在显著技术瓶颈:wang andchan 2020, vol.372,113377使用 vae模型虽然简单高效,但重构精度较差,无法生成具有目标物理属性的高质量晶胞结构;wang and chen 2022,vol.396,115060使用gan可以提升生成晶胞结构的质量,但其对抗训练过程不稳定,本文档来自技高网...

【技术保护点】

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2.根据权利要求1所述的一种具备拓扑感知能力的生成式超材料设计方法,其特征在于,所述的步骤1具体包括:

3.根据权利要求1所述的一种具备拓扑感知能力的生成式超材料设计方法,其特征在于,所述的步骤2具体如下:

【技术特征摘要】

1.一种具备拓扑感知能力的生成式超材料设计方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种具备拓扑感知能力的生成式超材料设计方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡江北王胜法杜亮姜钰雷娜罗钟铉
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

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