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彭细荣 (彭细荣.) | 隋允康 (隋允康.)

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文章旨在提升对偶规划显式模型(dual programming-explicit model, DP-EM)的建模和求解的境界. DP-EM模型从一类变量可分离凸规划的特点出发, 突破了对偶目标二阶采用近似的定势, 推导得出显式的对偶目标函数; 应用于ICM方法求解连续体结构拓扑优化问题时, 其求解效率比对偶序列二次规划方法(DSQP)和可移动渐近线方法(MMA)求解效率更高. 文章进一步把常见的一类显式模型抽象为普适的可分离凸规划列式, 在需要满足的一些条件下, 转换为DP-EM模型, 并且提出4种处理方法: (1)对偶变量迭代逼近法; (2)指数函数形式的解法; (3)幂函数形式的解法; (4)基于变换的精确解法. 为了进行数值验证, 做了广泛的计算, 限于篇幅, 文章列出了5个具有代表性的算例, 除了算例1属于纯数学问题, 其余4个算例皆基于ICM方法, 分别对于位移、应力、疲劳等约束和破损−安全的连续体结构拓扑优化问题, 基于所提出的方法进行建模和求解, 都显示了所提出方法的普适性及更高的求解效率. 工作的意义在于: (1)深度方面, 加深了结构优化对偶解法的研究; (2)广度方面, 对数学规划对偶理论的发展做出了新的贡献.

Keyword:

求解效率 结构拓扑优化 ICM方法 映射函数

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力学学报

ISSN: 0459-1879

Year: 2023

Issue: 10

Volume: 55

Page: 2417-2426

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