流体拓扑优化的参数选择与分析

针对低雷诺数条件下翼型拓扑优化问题,基于改进的水平集方法研究了流体拓扑优化过程中参数选择对计算速度和结果准确性的影响。引入新参数m描述每次迭代时水平集函数进化的次数,用以控制进化的准确性与计算速度;通过数值推导选取适当的时间步长系数k,获得了影响数值计算收敛性及速度的参数选取规律。模拟计算研究结果表明:较大的m和k会导致计算收敛不稳定,无法获得精确的收敛数据;较小的m和k值会降低计算速度。分别建立m和k与迭代步数的函数,在满足优化准确性的前提下,可将收敛速度分别提高85%和80%,同时改进m和k的选取方式,可将收敛速度提高96%,采用改进的水平集拓扑优化方法有效地提高了计算收敛速度和收敛精度。