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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种多类微结构边界匹配的梯度点阵结构拓扑优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116842785B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310704816.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种多类微结构边界匹配的梯度点阵结构拓扑优化方法是由李好;舒正涛;高亮设计研发完成，并于2023-06-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多类微结构边界匹配的梯度点阵结构拓扑优化方法在说明书摘要公布了：本发明属于结构拓扑优化相关技术领域，其公开了一种多类微结构边界匹配的梯度点阵结构拓扑优化方法，步骤为：1构建多种类微结构单胞的参数化水平集函数；2获取含多个子微结构单胞的微结构拓扑构型；3获取点阵结构全局参数化水平集函数；4解耦控制水平集函数演化的哈密顿‑雅可比偏微分方程；5定义有限元分析网格；6在每个点阵结构单胞的顶点上定义全局权重系数；7建立功能梯度点阵结构拓扑优化数学模型；8对点阵结构进行有限元分析；9敏度分析；10更新全局设计变量，以得到多种类型微结构在同一设计域内分布的梯度点阵结构。本发明确保不同类型及不同体积分数的微结构几何边界的连续过渡。

本发明授权一种多类微结构边界匹配的梯度点阵结构拓扑优化方法在权利要求书中公布了：1.一种多类微结构边界匹配的梯度点阵结构拓扑优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1在微结构建模层面，采用符号距离函数构建微结构单胞的水平集函数，继而构建多种类微结构单胞的参数化水平集函数； 2在点阵结构局部单胞层面，将多个子微结构单胞的参数化水平集函数进行布尔求和运算，并通过零水平面对布尔求和运算得到的水平集函数进行切割，得到包含多个子微结构单胞的最新微结构拓扑构型； 3在点阵结构全局层面，定义局部单胞的参数化水平集函数，继而得到点阵结构全局参数化水平集函数，并通过零水平面切割来得到点阵结构； 4将参数化水平集函数带入控制水平集函数演化的哈密顿-雅可比偏微分方程以得到常微分方程； 5在空间坐标系中定义有限元分析网格，使结构表达的几何模型与计算的有限元模型相匹配； 6在每个点阵结构单胞的顶点上定义全局权重系数，通过形状函数线性插值得到微结构单胞内部的局部权重系数； 7以定义在单胞节点上的全局权重系数为全局设计变量，以结构刚度最大化为目标函数，点阵结构体积分数为约束条件，建立功能梯度点阵结构拓扑优化数学模型； 8对点阵结构进行有限元分析，求解获得设计域中单元的单元应变能； 9推导目标函数和约束条件关于全局设计变量的导数，完成灵敏度分析； 10基于梯度的优化算法求解优化模型以更新全局设计变量，以得到多种类型微结构在同一设计域内分布的梯度点阵结构，进而得到最优的梯度多点阵结构几何拓扑优化构型。

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