一种基于热弹性超材料设计的等几何拓扑优化方法和装置

本申请提供了一种基于热弹性超材料设计的等几何拓扑优化方法和装置，涉及等几何拓扑优化领域。该方法包括：构建热弹性超材料对应的多材料插值模型，并根据多材料插值模型获取热弹性超材料设计域中多个固体材料对应的多组密度分布，一个固体材料对应的一个密度分布；获取多组密度分布之间的关系插值，并根据关系插值获取弹性模量和热膨胀系数；根据弹性模量计算热弹性超材料对应的等效弹性矩阵，根据热膨胀系数计算热弹性超材料对应的热膨胀系数矩阵；通过等几何网格对等效弹性矩阵和热膨胀系数矩阵的计算方程分别进行离散化形式处理，并根据等效弹性矩阵构建约束函数，根据热膨胀系数矩阵构建目标函数，并通过目标函数和约束函数计算第一设计变量对应的灵敏度信息；根据灵敏度信息对第一设计变量进行更新操作，直至热膨胀系数满足收敛条件，并通过负热膨胀超材料等几何拓扑设计模型获取满足收敛条件时的第二设计变量；根据第二设计变量对热弹性超材料进行优化设计。本申请解决了在处理复杂几何结构时，有限元方法难以保证热弹性超材料的高效高精度设计的问题。