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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种精确微结构填充的拓扑优化方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115358105B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210705793.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种精确微结构填充的拓扑优化方法及系统是由王英俊;张思诺;吕辉设计研发完成，并于2022-06-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种精确微结构填充的拓扑优化方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种精确微结构填充的拓扑优化方法及系统，该方法包括基于初始微结构的合成微结构插值方法和优化过程中单元填充微结构的更新方法两个方面，基于初始微结构的合成微结构通过对不同微结构的隐式函数表达式进行插值，得到合成微结构的隐式函数表达式，可建立相应的合成微结构几何模型；优化过程中单元填充微结构的更新方法将单元内不同初始微结构填充域的分布情况与合成微结构插值方法相结合，得到各个单元的微结构，每次迭代都进行更新，明确每次迭代后各个单元的填充微结构。本发明的优化结果的几何构型清晰，没有中间密度单元和不清晰的单元填充微结构，有很好的可制造性。

本发明授权一种精确微结构填充的拓扑优化方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种精确微结构填充的拓扑优化方法，其特征在于，包括下述步骤： 设定拓扑优化的基本参数； 设定初始微结构的三周期极小曲面的类型和参数； 设定设计域内的初始构型和设计域的网格规模； 对初始微结构的三周期极小曲面的隐式函数表达式进行插值，获得合成三周期极小曲面的函数表达式； 利用曲面的函数表达式构建相应的三周期极小曲面多孔结构； 采用均匀化方法计算所构建的多孔结构的宏观等效力学性能，将不同多孔结构的宏观等效力学性能拟合成与合成曲面表达式中初始密度的三周期极小曲面的权重值相关的性能函数； 迭代循环，遍历设计域内各个单元； 根据单元内基于初始三周期极小曲面的微结构填充域的体积分数与性能函数得到单元的等效力学性能，具体步骤包括： 计算单元内基于初始三周期极小曲面的微结构填充域的体积分数； 将单元中所有微结构填充域的体积分数进行加权平均，再把每种微结构填充域体积分数加权平均后的值作为单元内对应的微结构表达式中权重值，其中权重值为不同微结构填充域在单元内体积分数的占所有微结构填充域在单元内体积分数之和的比重； 初始三周期极小曲面在单元内的权重值与插值方式结合得到单元内填充的三周期极小曲面的傅里叶隐式函数表达式，权重值与初始结构的权重值和多孔结构性能之间的函数关系相结合得到其性能参数，将性能参数代入微结构模型计算，得到该单元实际的等效力学性能； 单元内基于初始三周期极小曲面的微结构填充域的体积分数的具体计算公式为： 其中，表示微结构填充域在设计域内的拓扑描述值，表示微结构在单元节点上的权重值，表示单元内基于初始三周期极小曲面的微结构填充域的体积分数，M表示单元的节点数量，N表示占据单元节点的微结构数量，表示微结构在设计域内所占据的区域，H表示Heaviside函数； 进行有限元求解； 对设计域内的组件分布和形状尺寸进行更新； 判断是否收敛，若判定为不收敛，则返回迭代循环步骤，若判定为收敛，则输出最终的拓扑优化数据。

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