很多高性能復雜裝備以及大型建筑物的外部結構或關鍵構件均為異形曲面上的薄殼結構（如飛行器的筒殼機身、潛航器的尖/鈍錐艙頭、汽車車身、建筑結構的雙曲拋物面殼頂?shù)龋２捎脗鹘y(tǒng)方法基于三維實體單元對上述結構進行拓撲優(yōu)化設計存在設計變量數(shù)目大，分析結果精度不足等問題。更重要的是由于三維實體單元難以精確表示殼體曲面幾何，會導致異形曲面上的拓撲優(yōu)化結果很難與CAD系統(tǒng)直接連接。因此，為解決復雜異形曲面上薄殼結構拓撲優(yōu)化這一具有廣泛工程應用背景的重要問題，仍需發(fā)展更有效的方法。

最近，大連理工大學郭旭教授團隊基于前期所提出的顯式拓撲優(yōu)化新框架，在大連理工大學具有自主知識產權的SiPESC大型有限元分析平臺上利用Python腳本語言，結合該平臺結構有限元開放接口的集成化二次開發(fā)技術，實現(xiàn)了基于可動變形組件（MMC）的異形曲面殼體顯式拓撲優(yōu)化。由于在MMC方法中異形曲面、組件基元均可用非均勻有理B樣條顯式描述，保證了優(yōu)化結果可直接導入CAD系統(tǒng)而無需任何后處理。該工作充分發(fā)揮了SiPESC平臺的強大分析能力與全級別開放性，實現(xiàn)了MMC算法與平臺功能的完美集成，構建了具有完全自主版權的新型高效拓撲優(yōu)化計算模塊。該項技術具有很強的工程實用性，在航空航天、交通運載等領域重大裝備結構優(yōu)化設計中有良好應用前景。