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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利一种基于变密度拓扑优化与TPMS点阵相结合的散热设计方法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：CN116167186B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05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：202310188252.0，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种基于变密度拓扑优化与TPMS点阵相结合的散热设计方法是由张长东;温孝豪;李大伟;廖文和;刘婷婷;宋康辉;申鑫泽设计研发完成，并于2023-03-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于变密度拓扑优化与TPMS点阵相结合的散热设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于变密度拓扑优化与TPMS点阵相结合的散热设计方法，包括：输入散热拓扑优化模型和TPMS表达式，以及相应的设计域边界和初始参数；利用变密度法对设计域进行密度映射网格的生成；提取网格密度，对网格密度进行扩大整列设计，并对网格密度进行梯度设计；将三重周期极小曲面隐式函数与网格密度进行映射，并对设计域进行三重周期极小曲面填充；进行面网格再划分，并进行三角面片的修复，得到STL模型；进行有限元体网格划分，删除面网格，保留体网格，导出inp文件；将inp文件导入仿真软件，设置边界条件并进行散热有限元分析，完成拓扑优化‑三重周期极小曲面相结合的散热优化设计。可有效提高结构的散热性能。

本发明授权一种基于变密度拓扑优化与TPMS点阵相结合的散热设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于变密度拓扑优化与TPMS点阵相结合的散热设计方法，其特征在于，包括： 步骤1：输入散热拓扑优化模型和三重周期极小曲面TPMS的表达式，以及相应的设计域边界和初始参数；散热拓扑优化模型如下： Findw＝{w1,w2,...,wn}∈Rn KT＝P 0＜wmin≤we≤1 其中，w为单位变量的集合，Rn代表有n个实数设计变量，C为散热弱度，T为结构的节点温度向量，TT为T的转置矩阵，K为结构整体的热传导矩阵，Ke为单元热传导矩阵，Te为单位温度节点矩阵，为单位温度节点矩阵的转置矩阵，P为整体结构的热载荷向量，ve为单元的体积，we为单位单元的变量，α为惩罚因子，V0为设计域总体积，f为材料体积分数，wmin＝0.001； 三重周期极小曲面TPMS的表达式如下： fx,y,z＝cosXcosYcosZ-sinXsinYsinZ-t 其中t为水平集常数，控制点阵结构的相对密度，X＝2πxL，Y＝2πyL，Z＝2πzL，L为控制点阵单元尺寸，x,y,z为高维物理空间坐标； 且步骤1中设计域边界范围为x∈[xmin,xmax],y∈[ymin,ymax],z∈[zmin,zmax]； 初始参数包括目标体积分数和惩罚因子； 步骤2：根据设计域边界和初始参数，利用变密度法对散热拓扑优化模型设计域进行密度映射网格的生成，得到拓扑优化密度分布模型； 步骤3：根据密度映射网格提取拓扑优化密度分布模型的网格密度，对网格密度进行扩大整列设计，并利用双线性插值法对网格密度进行梯度设计； 步骤4：将三重周期极小曲面隐式函数t与步骤3得到的网格密度p进行映射，并对设计域进行三重周期极小曲面填充，得到拓扑优化-点阵模型； 步骤5：对拓扑优化-点阵模型进行面网格再划分，并进行三角面片的修复，得到STL模型； 步骤6：对STL模型进行有限元体网格划分，删除面网格，保留体网格，导出模型inp文件； 步骤7：将模型inp文件导入仿真软件，设置边界条件并进行散热有限元分析，完成拓扑优化-三重周期极小曲面相结合的散热优化设计。

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