智能優化設計-等幾何拓撲優化方法與應用 高亮 9787302684848 【台灣高等教育出版社】

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書名：智能優化設計-等幾何拓撲優化方法與應用
ISBN：9787302684848
出版社：清華大學
著編譯者：高亮
頁數：334
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1730205
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內容簡介

本書在方法層面，主要從等幾何分析的方法與數值實施框架、經典拓撲優化方法（變密度法、水平集方法、移動組件法和泡泡法等）、等幾何拓撲優化方法展開詳細介紹，致力於讓讀者能夠深入理解每一個拓撲優化方法的內涵和對應的數值實施理念；在應用層面，包含拉脹超材料微結構設計、多孔結構全尺度設計與跨尺度設計方面詳細論述，詳細介紹了如何以拓撲優化實現材料逆向設計，建立以性能為導向，以優化為手段，滿足不同於自然界屬性的超材料設計。最後為便於讀者的學習，針對等幾何拓撲優化基本代碼實施做了詳細的介紹，以便於新入門的學生或感興趣的讀者快速掌握本領域的關鍵內容。本書主要是為讀者提供一個更為全面的視角，深入探討最新理論、優化方法，以及在實際工程中的廣泛應用。

作者簡介

高亮，華中科技大學機械科學與工程學院教授、博士生導師，國家傑出青年基金獲得者，首屆「科學探索獎」獲得者，數字製造裝備與技術國家重點實驗室副主任。長期致力於智能優化方法及其在設計製造中的應用等研究，如車間調度優化和拓撲優化設計等。2013年度教育部自然科學獎一等獎1項（排名第一）。2015年度國家科技進步獎二等獎1項（排名第二）。出版中文專著5部，英文專著4部，發表SCI論文310餘篇，Web of Science被引5700餘次，ESI熱點論文1篇，ESI高被引論文16篇。授權發明專利20餘項，登記軟體著作權10餘項。2008年獲教育部新世紀優秀人才計劃資助，2011年獲湖北省青年科技獎，2013年獲中國機械工程學會青年科技成就獎。擔任IET Collaborative Intelligent Manufacturing共同主編和Swarm and Evolutionary Computation副主編等。

目錄

第1章 等幾何分析
1 1 等幾何分析概述
1 2 樣條函數及幾何造型
1 2 1 B樣條函數及其導數
1 2 2 B樣條幾何
1 2 3 B樣條函數細化
1 2 4 非均勻有理B樣條
1 3 彈性力學基本方程
1 3 1 彈性力學的幾個基本概念
1 3 2 彈性力學基本方程
1 3 3 二維彈性力學基本方程
1 4 等效積分弱形式及其近似求解方法
1 4 1 彈性力學基本方程的張量形式
1 4 2 等效積分弱形式
1 4 3 基於等效積分形式的近似求解方法——伽遼金法與里茨方法
1 5 有限元基本思想及等參變換
1 5 1 有限元基本思想
1 5 2 等參有限元
1 6 等幾何分析的基本流程
1 6 1 控制方程弱形式及其等幾何離散
1 6 2 數值積分
1 6 3 單元剛度矩陣以及載荷向量組裝
1 6 4 邊界條件施加
1 6 5 等幾何分析基本流程
1 6 6 等幾何分析與有限元分析的對比
1 7 經典案例
1 7 1 二維無限大帶孔方板受面內拉伸載荷作用
1 7 2 三維Scordelis-Lo屋頂受自重作用
1 8 本章小結
習題
第2章 經典拓撲優化方法
2 1 簡要概述
2 2 問題描述
2 3 變密度法
2 3 1 發展概況
2 3 2 基本原理
2 3 3 結構剛度最大化模型
2 3 4 最優準則法
2 3 5 常見數值問題
2 3 6 過濾實施方案
2 3 7 程序實施
2 3 8 常見案例
2 4 水平集方法
2 4 1 發展概況
2 4 2 基本原理
2 4 3 Hamilton-Jacobi方程
2 4 4 Hamilton-Jacobi方程的求解
2 4 5 結構剛度最大化模型
2 4 6 形狀導數
2 4 7 拓撲導數
2 4 8 優化收斂準則
2 4 9 符號距離函數正則化
2 4 10 基於Hamilton-Jacobi方程的水平集方法算法流程
2 4 11 程序實施
2 4 12 常見案例
2 5 移動組件法
2 5 1 發展概況
2 5 2 基本原理
2 5 3 結構剛度最大化模型
2 5 4 常見案例
2 5 5 常見數值策略及方法
2 5 6 程序實施
2 6 泡泡法
2 6 1 發展概況
2 6 2 基本原理
2 6 3 結構剛度最大化模型
2 6 4 常見數值策略及方法
2 6 5 程序實施
2 6 6 常見案例
2 7 本章小結
習題
參考文獻
第3章 基於NURBS的等幾何拓撲優化方法
3 1 簡要概述
3 1 1 基於「密度」的等幾何拓撲優化方法
3 1 2 基於「邊界」的等幾何拓撲優化方法
3 1 3 基於「組件」的等幾何拓撲優化方法
3 2 基於NURBS的幾何參數化
3 3 密度分佈函數
3 3 1 離散控制點密度
3 3 2 平滑離散控制點密度
3 3 3 基於NURBS基函數構造DDF
3 4 等幾何分析
3 5 拓撲優化模型
3 6 靈敏度分析
3 7 案例討論
3 7 1 懸臂樑
3 7 2 四分之一圓環
3 7 3 L形梁
3 7 4 三維Michell結構
3 7 5 三維類橋樑結構
3 7 6 三維管道結構
3 8 本章小結
習題
附錄
附錄Ⅰ 三維Michell結構
附錄Ⅱ 三維類橋樑結構
附錄Ⅲ 三維管道結構
參考文獻
第4章 基於多片NURBS的等幾何拓撲優化方法
4 1 簡要概述
4 2 基於Nitsche方法的多片等幾何分析
4 2 1 控制方程
4 2 2 弱形式
4 2 3 離散方程
4 2 4 穩定係數推導
4 3 多片NURBS結構拓撲描述模型
4 3 1 局部密度分佈函數
4 3 2 結構拓撲描述與數值分析雙解析度網格離散
4 3 3 多子域分佈密度分佈函數
4 3 4 單元與全局剛度矩陣計算
4 4 拓撲優化設計模型
4 5 靈敏度分析
4 5 1 靜柔度問題
4 5 2 動柔度問題
4 6 數值實施
4 7 數值案例
4 7 1 雙解析度離散網格的有效性
4 7 2 經典算例對比
4 7 3 複雜結構優化設計
4 7 4 受半正弦載荷作用的懸臂樑
4 7 5 受移動載荷作用的橋樑結構
4 8 本章小結
習題
參考文獻
第5章 基於等幾何拓撲優化的拉脹超材料設計
5 1 簡要概述
5 2 基本思想
5 3 能量均勻化
5 3 1 基本理論
5 3 2 方法實施
5 3 3 基本MATLAB程序
5 4 基於NURBS的多相材料插值模型
5 5 優化模型
5 6 靈敏度分析
5 6 1 單相材料
5 6 2 多相材料
5 7 數值案例：單相拉脹超材料
5 7 1 二維微觀結構單胞設計
5 7 2 三維微觀結構單胞設計
5 8 數值案例：拉脹複合超材料
5 8 1 二維微觀結構單胞設計
5 8 2 三維微觀結構單胞設計
5 9 本章小結
習題
參考文獻
第6章 基於多片等幾何拓撲優化的多孔結構全尺度設計
6 1 簡要概述
6 2 設計思路
6 3 多功能多區域設計
6 3 1 多目標設計需求
6 3 2 設計方式簡述
6 3 3 多功能多區域拓撲描述模型
6 4 周
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