计算机科学 > 数学软件
[提交于 2020年12月15日
]
标题: 用于二维和三维大规模并行拓扑优化的55行代码
标题: A 55-line code for large-scale parallel topology optimization in 2D and 3D
摘要: 本文提出了一段55行的Python代码,用于基于开源有限元计算软件(FEniCS)的二维和三维拓扑优化(TO),该代码配备了各种有限元工具和求解器。PETSc被用作线性代数后端,这使得计算时间显著少于标准Python库。该代码是基于流行的固体各向同性材料惩罚(SIMP)方法设计的。还介绍了多工况、不同边界条件以及被动单元的集成等扩展。因此,该实现是基于SIMP的三维和二维问题拓扑优化中最紧凑的实现。利用欧几里得距离矩阵的概念来对滤波器的权重矩阵进行矢量化计算,我们实现了计算时间的显著减少,并使代码能够处理复杂的基结构配置。我们还介绍了该代码在大规模拓扑优化问题上的扩展,支持在复杂结构配置上的并行计算,这可以帮助学生和研究人员通过密集网格探索拓扑优化问题的新见解。附录-A包含完整的代码,网站:\url{https://github.com/iitrabhi/topo-fenics}也包含完整的代码。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
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