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作者：赵强威;王冲;王强龙;左同星;刘震宇;
单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
摘要：在基于变密度法的传统结构基频拓扑优化中，会遇到局部模态的现象。根据实体材料阈值提取实体材料区域，有限元分析被限制在实体材料中进行，避免了局部模态的出现。利用图形学的膨胀算子扩展出实体材料的虚拟边界，并利用滤波器将实体材料的敏度延拓至虚拟边界，根据敏度实现被移除材料的重现。动态设计域由实体材料和虚拟边界构成，并在迭代过程中根据背景网格信息动态重构设计域和有限元模型。此外，对于优化过程中可能出现的孤岛和非流形点等不稳定结构，通过火烧法识别并将其从实体材料中删除，进而稳定优化过程。所提方法被集成到COMSOL软件中，并通过几个数值算例，证明了所提方法的有效性。结果表明，所提方法能够有效的避免局部模态问题，获得稳定的收敛解。
关键词：拓扑优化;;基频;;局部模态;;实体材料;;动态设计域
基金资助：国家自然科学基金资助项目(62104227)
