复杂敏感边界的几何反设计广泛存在于高精度制造工程中,目前往往依赖于数值分析方法迭代优化求解。由于数值分析与几何建模的几何模型相互割裂这一本质问题造成数值分析前后处理时间长,边界处几何精度损失及形状优化效率低,优化结果不能直接驱动几何模型更改,最终导致几何反设计精度难以提高。针对以上难题,本研究通过揭示几何建模、数值分析与形状优化相融合的工作机理,凝炼出以统一精确的工作模型提升几何反设计精度这一基本科学问题。借助等几何法探索适于复杂边界几何反设计的高精度设计方法;利用协变坐标调和映射法解决商业CAD模型向等几何模型转换的几何参数化问题;利用广义变分原理解决本质边界条件施加问题;利用NURBS基函数的凸包特性改良形状优化模型以提升优化效率。最终面向复杂敏感边界几何反设计建立几何建模、数值分析与形状优化相融合的高精度设计方法。
英文主题词Isogeometric method;Geometric inverse design;electrochemical machining;NURBS body;applying boundary conditions