topy
ToPY-用于拓扑优化的开源Python框架
拓扑优化是几何优化的新方向。 为参数优化，形状优化提供了新的思路。 所谓拓扑优化，是指优化过程中可以引入空洞等改变了几何体拓扑的形状。这也是常规的形状优化无法进行的。因此在优化中会有更大的自由度，因此也就有机会产生更为优化的结果。
ToPY是开源项目，github地址在：(https://github.com/williamhunter/topy/) 作者是：William Hunter，使用MIT开源License。
安装
ToPY的安装有点坑。 必须使用Python 2.7版本，并严格按github中的安装次序进行。 不能使用python 3.x, 不能使用python 3.x, 不能使用python 3.x。 重要的事情说三遍。
由于ToPY使用了一个比较老的依赖，pysparse，而这个包不能使用pip install直接安装，必须按安装指导的要求，在（http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pysparse）地址下载后离线安装。 使用pip install 直接安装的有问题，无法完成安装。
具体步骤如下：
windows
- 确定已安装Python 2.7, 确定在命令行状态下可以正常运行python和pip。 有必要的话，把python的路径增加到PATH环境变量中。 如果不成功请自行搜索引擎解决。
- 在 http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#numpy 下载 NumPy+MKL for Python 2.7， 然后使用pip工具安装。
- 在http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pysparse 下载pysparse，然后使用pip工具安装。
- pip install matplotlib
- pip install sympy
- pip install pyvtk
linux 或者 MAC
使用apt-get, yum, rpm等任一安装工具安装python 2.7， 然后按以下次序安装依赖包。
- NumPy+MKL
- Pysparse
- matplotlib
- SymPy
- PyVTK
安装完成后，将github上下载的ToPY包解压，在解压后的目录中使用python setup.py install安装ToPY包。
安装完成后，在python环境中使用import topy来检查是否安装成功。
我安装完成，在import topy过程时，有一个错误，提示是找不到XXX.K文件，通过源代码了解到，这是初始化时所需的刚度矩阵文件，可能是由于权限不足无法自动生成。 我的解决方法是在"C:\Python27\Lib\site-packages\topy\data"目录中，直接运行XXX_K.py文件，这样可以直接在目录下生成 XXX.K文件。然后再检查就成功了。
入门
ToPY提供多个实例与文档。
作者的博士论文就在doc目录下。 examples目录下有好几个例子。 例子文档都是tpd后缀名的文件。 tpd文件是topy的问题描述文档。 我们入门仅需要了解最容易的使用方式就是以下两种：
$ python topy/scripts/optimise.py <filename>.tpd
或者
import topy
config = {...}
t = topy.Topology(config)
t.set_top_params()
topy.optimise(t)
在运行完成后，会在当前目录下生成iterations目录，目录中包含png文件（2D问题）或者 vtk文件（3D问题）。 任意图片编辑文件都可以浏览png文件，vtk文件需要使用ParaView或者Mayavi浏览。 这样就是观察优化后的结果了。
可视化结果展示：
来源自ToPY的github主页
图片: 
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总结
ToPY的安装就介绍到这里，后面有空的话会再更新进一步的使用方法。进一步的使用文件请参考github上的wiki（ https://github.com/williamhunter/topy/wiki/Tutorials ）。
文章最后发布于: 2019-03-22 20:23:06
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