Naslov
Topološko optimiranje parametriziranom Level Set funkcijom i evolucijskom metodom
(Topology optimization with genetic algorithm using parameterization level set function)

Autori
Pehnec, Igor ; Vučina, Damir

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Radovi u zbornicima skupova, cjeloviti rad (in extenso), znanstveni

Izvornik
Zbornik radova petog susreta Hrvatskog društva za mehaniku / Karšaj, Igor ; Jarak, Tomislav - Zagreb : Hrvatsko društvo za mehaniku (HDM), 2013, 143-148

ISBN
978-953-7539-16-0

Skup
5. susret Hrvatskog društva za mehaniku

Mjesto i datum
Donja Stubica, Hrvatska, 06.06.2013. - 07.06.2013

Vrsta sudjelovanja
Predavanje

Vrsta recenzije
Domaća recenzija

Ključne riječi
Topološko optimiranje; Level set; parametrizacija
(Topology optimization; Level Set; parameterization)

Sažetak
Topološko optimiranje je inverzni proces sinteze, te je kao takav vrlo složen i zahtijevan numerički zadatak. Proces topološkog optimiranja u mehanici čvrstih tijela uz promjenu polja pomaka podrazumijeva i promjenu raspodijele materijala (geometrije). Level set metoda topološkog optimiranja zasnovana je na implicitnoj funkciji čije izo linije opisuju promatranu geometriju. Jednadžba promjene izo linije level set funkcije u vremenu naziva se Hamilton-Jacobieva diferencijalna jednadžba. Brzina promjene izo linije slijedi iz derivacije funkcije cilja i određuje najbrži smjer promijene geometrije ka optimalnom rješenju. Tradicionalna level set metoda topološkog optimiranja izvodi se gradijentnim postupkom i metoda je sklona zapinjanju u lokalnim ekstremima, što ima za posljedicu veliku ovisnost o početnom rješenju. Parametrizacijom level set funkcije smanjuje se broj parametara potrebnih za opis geometrije, te se otvara prostor primjeni genetskih algoritama. Parametri koji opisuju level set funkciju (njene z koordinate) predstavljaju varijable optimiranja. Genetski algoritam manje je osjetljiv na lokalne ekstreme. Sada postupak optimiranja ne ovisi o početnom rješenju. Kao primjer topološki se optimira 2D konzolni nosač ukliješten na jednom kraju i opterećen silom na drugom kraju. Uslijed promjene geometrije dolazi do potrebe premrežavanja konačnih elemenata što se izbjegava zamjenskim materijalom kao „jeftinijim“ numeričkim postupkom. Postupak optimiranja level set funkcijom genetskim algoritmom je primjenjiv, ali dugotrajan proces. Postupak može poslužiti kao generator početnog rješenja za gradijentne postupke.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA