Latent heat thermal energy storage (LHTES) systems are compelling candidates for energy storage, primarily owing to their high storage density. Improving their performance is crucial for developing the next-generation efficient and cost effective devices. Topology optimization (TO) has emerged as a powerful computational tool to design LHTES systems by optimally distributing a high-conductivity material (HCM) and a phase change material (PCM). However, conventional TO typically limits to optimizing the geometry for a fixed, pre-selected materials. This approach does not leverage the large and expanding databases of novel materials. Consequently, the co-design of material and geometry for LHTES remains a challenge and unexplored. To address this limitation, we present an automated design framework for the concurrent optimization of material choice and topology. A key challenge is the discrete nature of material selection, which is incompatible with the gradient-based methods used for TO. We overcome this by using a data-driven variational autoencoder (VAE) to project discrete material databases for both the HCM and PCM onto continuous and differentiable latent spaces. These continuous material representations are integrated into an end-to-end differentiable, transient nonlinear finite-element solver that accounts for phase change. We demonstrate this framework on a problem aimed at maximizing the discharged energy within a specified time, subject to cost constraints. The effectiveness of the proposed method is validated through several illustrative examples.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员