申请/专利权人：山东大学

申请日：2023-04-10

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN116384138B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2023.07.21#实质审查的生效;2023.07.04#公开

摘要：本发明属于结构拓扑优化技术领域，提供了一种含特定带隙的声子晶体拓扑优化方法及系统，首先建立了频带约束表达式和同侧频率约束表达式，并分别计算频带约束表达式和同侧频率约束表达式的敏度；然后根据敏度，将频带约束表达式和同侧频率约束表达式集成到动力学拓扑优化模型中，建立对声子晶体进行特定带隙设计的拓扑优化模型，利用同侧频率约束辅助频带约束共同控制弹性波带隙的形成，得到含特定带隙的声子晶体，利用同侧频率约束辅助频带约束共同控制弹性波带隙的形成；结合频带和同侧频率两种约束条件，将敏度集成到传统的动力学拓扑优化模型中，建立了满足优化迭代所需通用性及鲁棒性的求解方法，实现了指定频率范围下声子晶体特定带隙设计。

主权项：1.一种含特定带隙的声子晶体拓扑优化方法，其特征在于，包括：建立频带约束表达式和同侧频率约束表达式，并分别计算频带约束表达式的敏度和同侧频率约束表达式的敏度；针对不同的波矢量，对频带约束表达式进行改进，得到改进后的频带约束表达式为： 其中，ωj-max与ωj-min分别表示声子晶体的所有波矢量在第j阶色散曲线上的最大值特征频率和最小值特征频率；FBmωj-max与FBmωj-min分别表示最大值频带约束函数和最小值频带约束函数；J代表结构特征频率个数；M表示带隙个数；ωj-max与ωj-min用KS函数进行凝聚： 其中，γ为KS函数的凝聚系数；ωj,kn代表j阶色散曲线上第n个波矢量点对应的结构特征频率；kn为第n个波矢量点；N表示所需的波矢量点数目；所述同侧频率约束表达式为：IFC＝IFmωj-max-IFmωj-min≤ε,j＝1,...,Jm＝1,...,M其中，IFC为同侧频率约束；ε为阈值，IFmωj-max与IFmωj-min分别为最大值同侧频率约束函数和最小值同侧频率约束函数，ωj-max与ωj-min分别表示声子晶体的所有波矢量在第j阶色散曲线上的最大值特征频率和最小值特征频率；J代表结构特征频率个数；M表示带隙个数；同侧频率约束由改进的Heaviside函数来近似表示： 其中，x为频率；为带隙的中间频率值；m为带隙个数；β2为陡峭程度；根据计算的两个敏度，将频带约束表达式和同侧频率约束表达式集成到动力学拓扑优化模型中，建立拓扑优化模型；通过拓扑优化模型对声子晶体进行特定带隙设计，利用同侧频率约束辅助频带约束共同控制弹性波带隙的形成，得到含特定带隙的声子晶体。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 一种含特定带隙的声子晶体拓扑优化方法及系统

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