8月3日，中國科學技術大學工程科學學院中國科學院材料力學行為與設計重點實驗室陳海波研究組在國際計算力學雜志International Journal for Numerical Methods in Engineering上以封面文章形式在線發表題為Topology optimization of exterior acoustic-structure interaction systems using the coupled FEM-BEM method 的研究工作。
拓撲優化作為結構減振降噪的有效手段，已被廣泛應用于工程問題中。然而由于強耦合問題的復雜性，目前已發展的拓撲優化方法都局限于弱耦合或者有限聲場問題，難以實現涉及無限域和強耦合條件下復雜工程問題的優化分析。
陳海波研究組將有限元方法和快速多極聲學邊界元方法相結合，建立了聲振強耦合的有效分析模型，并且在響應分析的基礎上，通過對快速多極算法的有效變換，實現了結構優化中聲學靈敏度分析的加速計算，最終大大提升了拓撲優化的計算效率。該研究提出了一套適用于強耦合分析的聲學靈敏度計算方法，為涉及無限域振動結構的聲學拓撲優化提供了有效的分析方法，并且揭示了頻率依賴性等聲學優化所具有的特性。
博士研究生趙文暢是該論文的第一作者。該研究工作由陳海波課題組和德國慕尼黑工業大學教授Steffen Marburg課題組、信陽師范學院建筑與土木工程學院副教授陳磊磊合作完成。該項研究在國家留學基金委、國家自然科學基金委、中科院戰略性先導科技專項、軍委裝備預研領域基金等資助下完成。
