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作者：汪雪良;陈帅;刘辉;张世林;李政杰;李飞;赵南;祝雪峰;
单位：中国船舶科学研究中心;深海技术科学太湖实验室;武汉大学土木建筑工程学院;大连理工大学运载工程与力学学部;工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室;
摘要：针对复杂船舶结构“几何建模–结构分析–优化设计”相互割裂,交互繁琐低效,以及传统拓扑优化方法难于实现CAD和CAE无缝融合等问题，本文提出基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何参数化水平集结构拓扑优化方法，并用于二维和三维拓扑优化。对于三维复杂结构，将船舶结构数模浸入到三变量NURBS三维实体结构中，然后通过光线追踪算法来快速确定设计域、边界和载荷施加区域的相关单元、控制点等几何信息，进而建立基于NURBS和浸入方法的等几何参数化水平集拓扑优化方法。该方法克服了传统的等几何拓扑优化受限于规则NURBS拓扑的限制，可处理复杂CAD模型。数值算例表明相较于传统的等几何SIMP方法，该算法计算效率可提升30%以上。
关键词：等几何分析;;拓扑优化;;参数化水平集;;NURBS;;船舶结构
基金资助：国家重点研发计划项目（2024YFE0104300;2021YFB3300601;2021YFC2802300）;; 船舶总体性能创新研究开放基金（12322204）
