در این آموزش استفاده از بهینه‌سازی توپولوژی در آکوستیک معرفی می‌شود. هدف از بهینه‌سازی یافتن توزیع بهینۀ مواد (جامد یا هوا) در یک دامنۀ طراحی معین -در اینجا آب‌بندی یک اتاق دوبعدی- است که میانگین فشار صدا را در یک منطقۀ هدف به حداقل می‌رساند. بهینه‌سازی برای یک فرکانس واحد انجام می‌شود. طراحی بهینۀ توپولوژی بیشتر به یک هندسه تبدیل شده و نتایج بهینه‌سازی با استفاده از مرزهای سخت صدای واقعی تأیید می‌شود.

این برنامه چگونگی استفاده از قابلیت‌های بهینه‌سازی کامسول را برای توسعۀ خودکار طرح‌های جدید با رضایت از محدودیت‌های طراحی حساس نشان می‌دهد. این مدل هندسۀ بلندگوی ساده را بهینه می‌کند. نمونه‌هایی از محدودیت‌ها می‌تواند شامل شعاع بلندگو یا حداقل فشار صوتی قابل دستیابی باشد.

در سیستم‌های پیچیدۀ مکانیکی، یافتن یک راه حل بهینه (یا حتی به اندازۀ کافی خوب) فقط از طریق بینش مهندسی یا رویه‌های آزمایش و خطا می‌تواند چالش برانگیز باشد. سپس استفاده از روش‌های بهینه‌سازی ریاضی می‌تواند مسیری کارآمد برای طراحی بهتر باشد.

رابط جریان مولکولی آزاد، موجود در ماژول جریان مولکولی، ابزاری کارآمد برای مدل‌سازی گازهای بسیار کمیاب بوده که مولکول‌های گازی بسیار سریع‌تر از هر موجود هندسی در دامنه حرکت می‌کنند. برای پمپ‌های توربومولکولی، که در آن پره‌ها با سرعتی قابل مقایسه با سرعت حرارتی مولکول‌های گازی حرکت می‌کنند، یک رویکرد مونت کارلو لازم است.

تصور کنید که شما در حال طراحی یک قاب دوچرخۀ کوهستانی سبک هستید که باید در جعبه‌ای با اندازۀ مشخص قرار گیرد و وزن آن بیش از ۸ کیلوگرم نباشد. با توجه به اینکه بارهای موجود بر روی دوچرخه را می‌دانید، می‌توانید با توزیع مواد موجود ضمن رسیدن به حداکثر سختی قاب، به این مهم دست پیدا کنید. به این ترتیب شما بهینه‌سازی توپولوژی قاب را به عنوان یک مسألۀ توزیع مواد فرمول‌بندی کرده‌اید.