In a topology optimization setting, design-dependent fluidic pressure loads pose several challenges as their direction, magnitude, and location alter with topology evolution. This paper offers a compact 100-line MATLAB code, TOPress, for topology optimization of structures subjected to fluidic pressure loads using the method of moving asymptotes. The code is intended for pedagogical purposes and aims to ease the beginners' and students' learning toward topology optimization with design-dependent fluidic pressure loads. TOPress is developed per the approach first reported in Kumar et al. (Struct Multidisc Optim 61(4):1637-1655, 2020). The Darcy law, in conjunction with the drainage term, is used to model the applied pressure load. The consistent nodal loads are determined from the obtained pressure field. The employed approach facilitates inexpensive computation of the load sensitivities using the adjoint-variable method. Compliance minimization subject to volume constraint optimization problems is solved. The success and efficacy of the code are demonstrated by solving benchmark numerical examples involving pressure loads, wherein the importance of load sensitivities is also demonstrated. TOPress contains six main parts, is described in detail, and is extended to solve different problems. Steps to include a projection filter are provided to achieve loadbearing designs close to~0-1. The code is provided in Appendix~B and can also be downloaded along with its extensions from \url{https://github.com/PrabhatIn/TOPress}.


翻译:在拓扑优化中,设计相关的流体压力载荷由于其方向,大小和位置随着拓扑形态的演变而发生变化,因此提出了一种名为TOPress的紧凑的MATLAB代码,使用移动渐近线方法实现结构拓扑优化适应流体压力载荷。该代码旨在用于教育目的,并旨在为初学者和学生的学习拓扑优化以设计相关的流体压力载荷提供便利。 TOPress是根据Kumar等人(Struct Multidisc Optim 61(4):1637-1655,2020)首次报告的方法开发的。利用达西定律与排水项来对所施加的压力载荷进行建模。通过获得的压力场计算出一致的节点载荷。所采用的方法利用adjoint-variable方法便宜地计算了载荷灵敏度。通过解决遵从体积约束的材料优化问题来实现符合性最小化。在涉及压力载荷的基准数值例子中演示了该代码的成功和有效性,并且还演示了负载灵敏度的重要性。TOPress包含六部分,详细介绍并扩展到解决不同的问题。提供了包含投影滤波器的步骤,以使承受载荷的设计接近于0-1。代码在附录B中提供,并且也可以从https:// github.com/PrabhatIn / TOPress下载其扩展。

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