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针对复合材料与结构的结构基因驱动算法研究

复合材料与结构；数据驱动；结构基因驱动；模型缩减

计算力学在工程中的应用 > 复合材料力学

2016年，Ortiz等人[1]提出了一个全新的计算力学范式—数据驱动计算力学，其核心思想是采用离散的应力应变数据直接驱动力学仿真计算。由于无需本构方程，故可减少拟合实验数据所带来的误差及不确定性。然而，在实体有限元模型的框架下，上述算法的计算量会随着数据库维度以及模型积分点数量的增加而急剧增长[2]，尤其是针对多以梁板壳等薄壁形式呈现的复合材料结构[3-4]。针对上述问题，本文旨在提出一种针对复合材料与结构的高效数据驱动算法[2]，并称之为结构基因驱动算法 （Structural-Genome-Driven computing, SGD算法）。该方法的核心思想是结合高效梁板壳模型缩减技术[5]重构数据驱动控制泛函，以降维的结构型有限元模型取代实体有限元模型，大幅减少数据驱动模型的积分点数量，从而显著提高计算效率。