计算机辅助设计与图形学学报

作者：何欣, 王伟明

关键词：拓扑优化, 变密度法, 渐进结构优化法, 水平集法, 可移动变形组件法, 神经网络

拓扑优化作为实现结构轻量化与性能提升的重要设计方法,在制造领域应用广泛.然而,不同优化方法在计算效率、收敛性和结果适用性上存在显著差异,需要进行拓扑优化方法的性能分析与对比.文中首先针对固体各向同性材料惩罚法、渐进结构优化法、水平集法、可移动变形组件法和基于神经网络的拓扑优化方法,从理论框架、参数敏感性和数值稳定性3个维度进行对比分析;然后结合典型二维结构的数值实验,量化评估各种方法的优化效果;最后,通过综合分析,指出现有方法存在计算效率、结构清晰度、约束处理能力和全局收敛性之间难以兼顾的问题,未来研究方向可以围绕多种方法的融合策略展开,如固体各向同性材料惩罚法与渐进结构优化法的融合策略、神经网络与传统方法的结合等.

来源：2025年第11期

《计算机辅助设计与图形学学报》期刊编辑部

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