بهینه‌سازی شکل سازه‌ها با استفاده از روش آیزوژئومتریک و الگوریتم ذرات باردارشده

Abstract

چکیده در این مقاله، شکل مرز سازه‌های دوبعدی تنش مسطح بهینه شده است که در آن وزن سازه و تنش به ترتیب به عنوان تابع هدف و قیود طراحی در نظر گرفته شده‌اند. به منظور تحلیل سازه از روش آیزوژئومتریک استفاده شده که یک روش عددی در آنالیز مسائل مهندسی است. این روش دارای ویژگی‌های منحصر به فرد و مناسبی است که در مقایسه با روش اجزای محدود ضمن بهبود زمان و دقت حل، به علت استفاده از توابع پایه بی‌اسپلاین در تولید هندسه و همچنین تقریب توابع مولفه‌های تغییرشکل سازه، از باز تولید هندسه‌ی تحلیل در هر مرحله از تکرار روند بهینه‌سازی شکل جلوگیری می‌نماید. در این تحقیق برای حل مسئله بهینه‌سازی شکل سازه از الگوریتم سیستم جستجوی ذرات باردار‌شده از دسته روشهای فرااکتشافی استفاده شده است. این روش بر مبنای قوانین الکتریسیته‌ی کولمب و مکانیک نیوتن استوار است. به این منظور، مختصات نقاط کنترلی مرزهای سازه که با استفاده از منحنی‌های بی‌اسپلاین در روش ایزوژئومتریک مدلسازی شده‌اند، به عنوان متغیرهای طراحی مسئله بهینه‌سازی در نظر گرفته میشوند و بنابراین در مراحل بهینه‌سازی تغییر میکنند. در این مقاله ضمن استخراج فرمولبندی مسئله بهینه‌سازی، با استفاده از چند مثال عددی و مقایسه نتایج بدست آمده با روشهای بهینه‌سازی برنامه‌ریزی ریاضی، همخوانی و کارایی روش سیستم جستجوی ذرات باردار‌شده در حل مسائل بهینه‌سازی شکل نشان داده شده است.