Structural optimization of multiscale problems based on numerical homogenization using FE2 method

使用FE2方法基于数​​值均质化的多尺度问题的结构优化

• 批准号: 229913733
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Franz-Joseph Barthold
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Mechanik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2012-12-31 至 2019-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/229913733?language=en
• 关键词: Structural; optimization; multiscale; problems; based

The following goals of the project are based on existing FE2 realisations in own simulation tools.The computational methods of the FE2-strategy for the treatment of multi-scale problems will be enhanced by an analytical sensitivity analysis. Additionally, a structural optimization approach for problems consisting of objectives, constraints and design variables on different scales will be developed.The methodology will be applied to non-linear elastic materials and their optimal material design. The methodology is especially suited for problems which cannot be solved sequentially by separated optimisation problems on the micro- and macro-scale. Overall, the shape and the material parameters on both scales should be modified.The project focuses on two-dimensional simulation models for static problems using OpenMP parallelism on multi-core architectures.

该项目的以下目标是基于自己的模拟工具中现有的Fe2实现。用于处理多尺度问题的Fe2策略的计算方法将通过分析灵敏度分析而得到改进。此外，还将针对不同尺度上的目标、约束和设计变量组成的问题开发一种结构优化方法，该方法将应用于非线性弹性材料及其最优材料设计。这种方法特别适合于那些不能通过微观和宏观尺度上的分离优化问题来顺序解决的问题。总体来说，两种比例尺的形状和材料参数都需要修改。该项目重点研究了在多核架构上使用OpenMP并行性建立静态问题的二维仿真模型。

项目成果

Variational sensitivity analysis of physical reaction forces and application to multiscale problems

物理反作用力的变分敏感性分析及其在多尺度问题中的应用

• DOI: 10.1002/pamm.201710272
• 发表时间: 2017
• 期刊: PAMM
• 作者: W. Kijanski;F.-J. Barthold
• 通讯作者: F.-J. Barthold

Efficient Variational Design Sensitivity Analysis

高效的变型设计敏感性分析

• DOI: 10.1007/978-3-319-23564-6_14
• 发表时间: 2016
• 作者: F.-J. Barthold;N. Gerzen;W. Kijanski;D. Materna
• 通讯作者: D. Materna

Structural optimisation on multiple scales based on numerical homogenisation techniques

基于数值均质化技术的多尺度结构优化

• DOI: 10.1002/pamm.201800385
• 发表时间: 2018
• 期刊: PAMM
• 作者: W. Kijanski;F.-J. Barthold
• 通讯作者: F.-J. Barthold

Two-scale shape optimisation based on numerical homogenisation techniques and variational sensitivity analysis

• DOI: 10.1007/s00466-020-01955-6
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: Computational Mechanics
• 影响因子: 4.1
• 作者: Wojciech Kijanski;F. Barthold

Structural optimisation of multiscale problems based on variational sensitivity analysis

基于变分敏感性分析的多尺度问题结构优化

• DOI: 10.1002/pamm.201610255
• 发表时间: 2016
• 期刊: PAMM
• 作者: W. Kijanski;F.-J. Barthold
• 通讯作者: F.-J. Barthold