拓扑优化中频率约束发散的问题（高手帮忙解答，急死我了）

zblyan

在拓扑优化过程中，我设置频率为约束。但在计算过程中，发现.OUT文件中第二次迭代以后频率约束已经开始发散，离我设置的最低频率原来越远。模型一阶频率为18.5，我设置的一阶频率不小于18，但第二次迭代就成了3点多，第二次迭代成了1点多，以后的迭代向1靠拢了。也知道问题出现在哪，也没有错误提示。请高手帮忙

qyuan_13

把文件发上来看看

zblyan

跟你的问题好像优点相似？
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OPTIMIZATION HISTORY INFORMATION :
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ITERATION   0

          Auto-SPC d. o. f.s for loadcase        2
          Number of Auto-SPC d. o. f.s  =        3

          ------------------------------
            Grid No.       Component  
          ------------------------------
              496422             4 5 6
          ------------------------------


(Scratch disk space usage for starting iteration =    13689 MB)
(Running minimum-core solution)

Objective Function (Minimize VOLUM) =  1.16946E+04
Maximum Constraint Violation %      =  0.11130E+02   Number   =            2
Design Volume Fraction              =  9.00000E-01   Mass     =  3.82209E-01


Subcase  Mode    Frequency      Eigenvalue
       2     1   1.626313E+01   1.044162E+04
       2     2   1.979838E+01   1.547459E+04
       2     3   2.579854E+01   2.627544E+04


                           RETAINED RESPONSES TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Objective    Viol.
User-ID          Label     /Frqncy Element/  Comp     Value      Reference/     %  
                                   MID/PID/  /Reg                Constraint
                                   Mode No.                        Bound   
------------------------------------------------------------------------------------
       1 VOLUM vol              --      212  SOLI   1.169E+04 MIN
       2 FREQ  freq1             2        1    --   1.626E+01  >  1.830E+01   11.1 V
       3 FREQ  freq2             2        2    --   1.980E+01  >  2.120E+01    6.6 V
       4 FREQ  freq3             2        3    --   2.580E+01  >  2.600E+01    0.8 V
------------------------------------------------------------------------------------

                       MOST VIOLATED CONSTRAINTS TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Constraint   Viol.
User-ID          Label     /Frqncy Element/  Comp     Value        Bound        %  
                                   MID/PID/  /Reg                          
                                   Mode No.                                
------------------------------------------------------------------------------------
       2 FREQ  freq1             2        1    --   1.626E+01  >  1.830E+01   11.1 V
       3 FREQ  freq2             2        2    --   1.980E+01  >  2.120E+01    6.6 V
       4 FREQ  freq3             2        3    --   2.580E+01  >  2.600E+01    0.8 V
------------------------------------------------------------------------------------

ITERATION   1

Objective Function (Minimize VOLUM) =  9.30738E+03   % change =       -20.41
Maximum Constraint Violation %      =  0.81799E+02   Number   =            3
Design Volume Fraction              =  7.16286E-01   Mass     =  3.82190E-01


Subcase  Mode    Frequency      Eigenvalue
       2     1   3.465010E+00   4.739895E+02
       2     2   3.858612E+00   5.877896E+02
       2     3   8.405199E+00   2.789046E+03


                           RETAINED RESPONSES TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Objective    Viol.
User-ID          Label     /Frqncy Element/  Comp     Value      Reference/     %  
                                   MID/PID/  /Reg                Constraint
                                   Mode No.                        Bound   
------------------------------------------------------------------------------------
       1 VOLUM vol              --      212  SOLI   9.307E+03 MIN
       2 FREQ  freq1             2        1    --   3.465E+00  >  1.830E+01   81.1 V
       3 FREQ  freq2             2        2    --   3.859E+00  >  2.120E+01   81.8 V
       4 FREQ  freq3             2        3    --   8.405E+00  >  2.600E+01   67.7 V
------------------------------------------------------------------------------------

                       MOST VIOLATED CONSTRAINTS TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Constraint   Viol.
User-ID          Label     /Frqncy Element/  Comp     Value        Bound        %  
                                   MID/PID/  /Reg                          
                                   Mode No.                                
------------------------------------------------------------------------------------
       3 FREQ  freq2             2        2    --   3.859E+00  >  2.120E+01   81.8 V
       2 FREQ  freq1             2        1    --   3.465E+00  >  1.830E+01   81.1 V
       4 FREQ  freq3             2        3    --   8.405E+00  >  2.600E+01   67.7 V
------------------------------------------------------------------------------------

ITERATION   2

Objective Function (Minimize VOLUM) =  6.67786E+03   % change =       -28.25
Maximum Constraint Violation %      =  0.95817E+02   Number   =            4
Design Volume Fraction              =  5.13921E-01   Mass     =  3.82170E-01


Subcase  Mode    Frequency      Eigenvalue
       2     1   1.047413E+00   4.331076E+01
       2     2   1.054496E+00   4.389849E+01
       2     3   1.087491E+00   4.668862E+01


                           RETAINED RESPONSES TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Objective    Viol.
User-ID          Label     /Frqncy Element/  Comp     Value      Reference/     %  
                                   MID/PID/  /Reg                Constraint
                                   Mode No.                        Bound   
------------------------------------------------------------------------------------
       1 VOLUM vol              --      212  SOLI   6.678E+03 MIN
       2 FREQ  freq1             2        1    --   1.047E+00  >  1.830E+01   94.3 V
       3 FREQ  freq2             2        2    --   1.054E+00  >  2.120E+01   95.0 V
       4 FREQ  freq3             2        3    --   1.087E+00  >  2.600E+01   95.8 V
------------------------------------------------------------------------------------

                       MOST VIOLATED CONSTRAINTS TABLE
------------------------------------------------------------------------------------
Response Type  Response    Subcase Grid/     DOF/   Response     Constraint   Viol.
User-ID          Label     /Frqncy Element/  Comp     Value        Bound        %  
                                   MID/PID/  /Reg                          
                                   Mode No.                                
------------------------------------------------------------------------------------
       4 FREQ  freq3             2        3    --   1.087E+00  >  2.600E+01   95.8 V
       3 FREQ  freq2             2        2    --   1.054E+00  >  2.120E+01   95.0 V
       2 FREQ  freq1             2        1    --   1.047E+00  >  1.830E+01   94.3 V
------------------------------------------------------------------------------------

qyuan_13

原模型一阶频率没有18Hz啊？
除了频率，还有什么约束？
描述一下你的目标和完整的约束

zblyan

不。原模型一阶频率18.6
就前三阶频率约束
ITERATION   0          这个是第一次迭代吧  并不是原模型模态
我是用OPTISTRUT算完模态然后才根据算完的模态设置的频率约束

liminglaile

注意：HM的优化方法是基于局部最优的，并非全局最优，所以一旦初始值给的不合适，就会造成最终收敛于意想不到的局部最优区域。但是你如果要问如何设置一组很好的初始值？这个问题很难。学习过高斯时间序列吗？使用卡曼滤波器在迭代的时候，如果初始值不满足正态分布，最终的收敛结果便会无法获得或者收敛于某个架点。这种情况在信号处理中十分常见，优化技术也是一样。。

zblyan

谢谢，那么请问有什么后处理软件是全局最优的呢？

liminglaile

全局最优在理论上还并不完善，所以全局最优的实现只能在某些特殊的条件下才能达到。优化软件应该有很多，但都是与具体的学科和工业领域缠结在一起，例如经济学方面有许多优化软件，但是你用不到。如果你真地对这个问题感兴趣，我建议你最好认真拜读一本优化设计方面的书籍，我过去可是把优化设计的许多理论都吃透了，什么变尺度法，牛顿下山法，罚函数法，隆戈库塔法，甚至多目标优化，等等等等，太多，数不上来。有时间的话你自己去看看书吧，读书受益无穷。

zblyan

我只是课题中暂时做到这一块了，并不是专门做这个的，所以这方面的理论知识比较差。时间紧，也没有更多的时间来加强理论知识了。
这个模型几十万个单元，算一次要好长时间，哪怕是迭代三次在实验室的电脑上都要一天一夜的时间，因此这个初始约束值的问题头疼死我了。您觉得如果我把这个初始最小频率值设置的比原始的大会有什么结果？（我这个模型优化结果肯定是频率越来越小，不可能变大)

210518014

我也遇到过这个问题，不过有时得不到想要的结果是因为约束给的不够，造成优化结果跟自己的设想相差很远。这种情况下还是多试试好些

linxk0209

谢谢，值得学习