8月3日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院中國科學(xué)院材料力學(xué)行為與設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳海波研究組在國際計(jì)算力學(xué)雜志International Journal for Numerical Methods in Engineering上以封面文章形式在線發(fā)表題為Topology optimization of exterior acoustic-structure interaction systems using the coupled FEM-BEM method的研究工作。

拓?fù)鋬?yōu)化作為結(jié)構(gòu)減振降噪的有效手段，已被廣泛應(yīng)用于工程問題中。然而由于強(qiáng)耦合問題的復(fù)雜性，目前已發(fā)展的拓?fù)鋬?yōu)化方法都局限于弱耦合或者有限聲場問題，難以實(shí)現(xiàn)涉及無限域和強(qiáng)耦合條件下復(fù)雜工程問題的優(yōu)化分析。

陳海波研究組將有限元方法和快速多極聲學(xué)邊界元方法相結(jié)合，建立了聲振強(qiáng)耦合的有效分析模型，并且在響應(yīng)分析的基礎(chǔ)上，通過對快速多極算法的有效變換，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)優(yōu)化中聲學(xué)靈敏度分析的加速計(jì)算，最終大大提升了拓?fù)鋬?yōu)化的計(jì)算效率。該研究提出了一套適用于強(qiáng)耦合分析的聲學(xué)靈敏度計(jì)算方法，為涉及無限域振動(dòng)結(jié)構(gòu)的聲學(xué)拓?fù)鋬?yōu)化提供了有效的分析方法，并且揭示了頻率依賴性等聲學(xué)優(yōu)化所具有的特性。

博士研究生趙文暢是該論文的第一作者。該研究工作由陳海波課題組和德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)教授Steffen Marburg課題組、信陽師范學(xué)院建筑與土木工程學(xué)院副教授陳磊磊合作完成。該項(xiàng)研究在國家留學(xué)基金委、國家自然科學(xué)基金委、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、軍委裝備預(yù)研領(lǐng)域基金等資助下完成。

中國科大等在聲振耦合拓?fù)鋬?yōu)化研究中取得進(jìn)展