拓扑优化BESO法python代码
时间: 2023-08-29 22:10:16 浏览: 372
以下是一个基于Python的拓扑优化BESO方法的示例代码:
```python
import numpy as np
def beso_optimization(density, target_volume_fraction, r_min, r_max, penalization_factor, volume_fraction_limit):
# 初始化参数
xsize, ysize = density.shape
x = np.linspace(0, 1, xsize)
y = np.linspace(0, 1, ysize)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
dc = np.zeros((xsize, ysize))
dv = np.ones((xsize, ysize))
ce = np.ones((xsize, ysize))
penal = penalization_factor
# BESO优化迭代
while True:
# 更新设计变量
dc_old = dc.copy()
dc[density > volume_fraction_limit] = 0
dc[density < volume_fraction_limit] = 1
density += np.multiply(dv, dc)
# 计算灵敏度场
for i in range(xsize):
for j in range(ysize):
sum1 = 0.0
sum2 = 0.0
for p in range(xsize):
for q in range(ysize):
r = np.sqrt((X[i,j]-X[p,q])**2 + (Y[i,j]-Y[p,q])**2)
if r_min < r < r_max:
sum1 += dc[p,q]/density[p,q] * (r_max-r)/(r_max-r_min)
sum2 += dc[p,q]/density[p,q]
ce[i,j] = sum1/sum2
# 更新灵敏度场和设计变量
dv = np.multiply(dv, ce)
dc = np.ones((xsize, ysize))
# 判断终止条件
change = np.sum(np.abs(dc - dc_old))
if change < 0.01:
break
return density
# 示例调用
density = np.ones((100, 100))
target_volume_fraction = 0.5
r_min = 0.05
r_max = 0.2
penalization_factor = 3
volume_fraction_limit = 0.4
optimized_density = beso_optimization(density, target_volume_fraction, r_min, r_max, penalization_factor, volume_fraction_limit)
```
这段代码实现了拓扑优化的BESO方法,其中density为初始密度场,target_volume_fraction为目标体积分数,r_min和r_max为控制邻域大小的参数,penalization_factor为惩罚系数,volume_fraction_limit为密度约束。
代码会迭代更新设计变量和灵敏度场,直到满足终止条件(设计变量的变化小于0.01)。最终返回优化后的密度场optimized_density。
请注意,这只是一个示例代码,实际应用中可能需要根据具体问题进行适当的修改和调整。
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