To facilitate widespread adoption of automated engineering design techniques, existing methods must become more efficient and generalizable. In the field of topology optimization, this requires the coupling of modern optimization methods with solvers capable of handling arbitrary problems. In this work, a topology optimization method for general multiphysics problems is presented. We leverage a convolutional neural parameterization of a level set for a description of the geometry and use this in an unfitted finite element method that is differentiable with respect to the level set everywhere in the domain. We construct the parameter to objective map in such a way that the gradient can be computed entirely by automatic differentiation at roughly the cost of an objective function evaluation. The method produces optimized topologies that are similar in performance yet exhibit greater regularity than baseline approaches on standard benchmarks whilst having the ability to solve a more general class of problems, e.g., interface-coupled multiphysics.


翻译:为推动自动化工程设计技术的广泛应用,现有方法需进一步提升效率与泛化能力。在拓扑优化领域,这要求将现代优化方法与能够处理任意问题的求解器相结合。本文提出了一种适用于一般多物理场问题的拓扑优化方法。我们采用水平集的卷积神经参数化描述几何结构,并将其应用于非拟合有限元方法,该方法在计算域内对水平集处处可微。通过构建参数至目标映射,梯度可完全通过自动微分计算,其计算成本近似于一次目标函数评估。该方法在标准基准测试中产生的优化拓扑性能与基准方法相当,但具有更好的规则性,同时能够解决更一般的问题类别,例如界面耦合多物理场问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

干货书!基于单调算子的大规模凸优化,348页pdf
专知会员服务
50+阅读 · 2022年7月24日
【ICLR2022】通过传播网络编码学习通用的神经结构
专知会员服务
13+阅读 · 2022年2月13日
【Uber AI新论文】持续元学习,Learning to Continually Learn
专知会员服务
37+阅读 · 2020年2月27日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年10月1日
【推荐】深度学习目标检测概览
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月1日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月12日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月11日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
9+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员