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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质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：CN119479936B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202411594173.0，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质是由刘健力;夏兆辉;范洪硕;聂涛;张仕南;赵万鹏;林怡萍设计研发完成，并于2024-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质在说明书摘要公布了：本申请提供一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质，涉及等几何拓扑优化技术领域，该方法基于优化设计参数信息构建宏观结构设计域和微观结构设计域，并基于根据微观结构密度和预设等效弹性张量预测模型获取的微观结构等效弹性张量构建材料插值模型，构建预设等几何拓扑优化模型，并基于计算获得的宏观灵敏度和微观灵敏度更新设计变量，获得目标宏观设计变量和目标微观设计变量，分别生成目标宏观结构和目标微观结构，对将目标微观结构填充至目标宏观结构中形成的粗糙优化多尺度结构进行光滑化处理，获得目标复杂设计域多尺度结构模型，突破了现有等几何并发拓扑优化难以优化复杂多尺度模型的瓶颈。

本发明授权一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法、装置、设备及介质在权利要求书中公布了：1.一种复杂设计域多尺度等几何拓扑优化方法，其特征在于，包括： 基于待优化复杂设计域多尺度结构的优化设计参数信息，构建待优化复杂设计域多尺度结构的宏观结构设计域和微观结构设计域； 根据所述待优化复杂设计域多尺度结构对应的微观结构密度和预设等效弹性张量预测模型，获取微观结构等效弹性张量； 基于所述微观结构等效弹性张量，构建材料插值模型；所述材料插值模型包括宏观材料插值子模型和微观材料插值子模型； 基于所述宏观结构设计域对应的宏观设计变量、所述微观结构设计域对应的微观设计变量、微观结构等效弹性张量以及所述材料插值模型，以力柔度最小为优化目标，以材料的体积分数为约束，构建所述待优化复杂设计域多尺度结构的预设等几何拓扑优化模型； 计算所述预设等几何拓扑优化模型的宏观灵敏度和微观灵敏度，并基于所述宏观灵敏度和微观灵敏度采用优化准则法对所述预设等几何拓扑优化模型的宏观设计变量和微观设计变量进行更新，直至满足预设收敛条件，获得目标宏观设计变量和目标微观设计变量； 基于所述目标宏观设计变量和目标微观设计变量，分别生成目标宏观结构和目标微观结构，将所述目标微观结构填充至所述目标宏观结构中形成粗糙优化多尺度结构，利用等值面提取法对所述粗糙优化多尺寸结构进行光滑化处理，获得目标复杂设计域多尺度结构模型； 所述基于所述宏观结构设计域对应的宏观设计变量、所述微观结构设计域对应的微观设计变量、微观结构等效弹性张量以及所述材料插值模型，以力柔度最小为优化目标，以材料的体积分数为约束，构建所述待优化复杂设计域多尺度结构的预设等几何拓扑优化模型，包括： 根据公式： 构建所述待优化复杂设计域多尺度结构的预设等几何拓扑优化模型；其中，ρM为宏观设计变量，即宏观结构控制点密度；N为宏观结构设计域包括的等几何单元的个数；ρm为微观设计变量，即微观结构控制点密度；n为微观结构设计域包括的等几何单元的个数；CρM,ρm为待优化复杂设计域多尺度结构目标值，即力柔度；CMechρM,ρm为机械柔度；KρM,ρm为全局性能设计域的刚度矩阵和热导率矩阵，包括宏观结构设计域刚度矩阵和宏观结构设计域导热矩阵以及微观结构设计域刚度矩阵和微观结构设计域导热矩阵；UM为宏观结构控制点力载荷，F为宏观结构控制点位移，BM为宏观结构应变位移矩阵，EM为宏观结构弹性张量，ΩM为宏观结构设计域，Ωm为微观结构设计域，VM为宏观设计变量的规定结构体积，即宏观结构的最大体积分数；Vm为微观设计变量的规定结构体积，即微观结构的最大体积分数；为宏观设计变量的最小值，为微观设计变量的最小值；为第l个宏观设计变量，为第j个微观设计变量； 所述计算所述预设等几何拓扑优化模型的宏观灵敏度和微观灵敏度包括： 根据公式： 计算所述预设等几何拓扑优化模型的宏观灵敏度和微观灵敏度，其中，CMechρM,ρm为机械柔度，ρM为宏观设计变量，即宏观结构控制点密度；SM为宏观设计变量ρM对应控制点影响的单元集合，为SM中第i个单元的单元密度，UM为宏观结构控制点力载荷，BM为宏观结构应变位移矩阵，Ehom为微观结构等效弹性张量；ρm为微观设计变量，即微观结构控制点密度；Δ为常数，p为惩罚参数； 所述基于所述宏观灵敏度和微观灵敏度采用优化准则法对所述预设等几何拓扑优化模型的宏观设计变量和微观设计变量进行更新，包括： 根据公式： 对所述预设等几何拓扑优化模型的宏观设计变量和微观设计变量进行更新；其中，ρM为宏观设计变量，即宏观结构控制点密度；k为当前迭代数，为第k+1次迭代时的宏观设计变量，为第k次迭代时的宏观设计变量，为第k次迭代时的宏观设计变量的更新因子；ρm为微观设计变量，即微观结构控制点密度；为第k+1次迭代时的微观设计变量，为第k次迭代时的微观设计变量，为第k次迭代时的微观设计变量的更新因子，μ为常数，为宏观设计变量的拉格朗日乘数，VM为宏观设计变量的规定结构体积，即宏观结构的最大体积分数；为微观设计变量的拉格朗日乘数，Vm为微观设计变量的规定结构体积，即微观结构的最大体积分数。

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