基于单重和多重设计准则的结构-声学耦合系统的拓扑优化

结构-声学耦合系统至少涉及两种不同属性介质间的相互作用，其优化设计是一个非常复杂的问题。另一方面，与传统形状和尺寸优化方法相比，拓扑优化方法由于可以完全改变结构或材料的拓扑分布，比如在设计域内产生新的孔洞或连接，因而成为现代工业产品和系统在概念性设计阶段的有力工具，该阶段设计对产品或系统的性能和效率起着决定性作用。本课题拟对结构-声学耦合系统的拓扑优化问题进行研究，在考虑振动结构和周围声学介质耦合的前提下，寻求关于给定单重或多重设计准则（如振动、噪声水平）的振动结构乃至整个耦合系统的最优材料分布、布局/拓扑。建立、发展和完善用于结构-声学耦合系统拓扑优化设计的有效方法。本研究将增加我们对拓扑优化技术在结构声学领域应用方面的认识，有关研究成果可以用于指导航空、航天、汽车等重大工程领域的振动和声学设计，或为工程设计提供参考依据和平台，因而具有重要的理论和应用价值。