تلفیق الگوریتم های بهینه سازی توپولوژی گرادیانی و غیر گرادیانی برای طراحی مواد متخلخل با رسانایی حرارتی حداکثر

این مقاله روشی فرا ابتکاری برای بهینه سازی مواد متخلخل ارائه می نماید. در این مطالعه تلفیقی ازروش بهینه سازی توپولوژی بر پایه گرادیان و روشی بر پایه جستجوی تصادفی مورد استفاده قرار گرفته است. فرض می گردد که ماده دارای الگوی تخلخلی متناوب است . رسانائی حرارتی به عنوان هدف بهینه سازی ماده در نظر گرفته شده است. همچنین در فرآیند بهینه سازی قید حجم ماده جامد در حجم کل لحاظ شده است. ریز سازه تکرار شونده ماده به المان های محدود تفکیک شده است و هر المان یک متغیر طراحی در نظر گرفته شده است. اعداد حساسیت با استفاده از تئوری همگن سازی محاسبه شده اند. در یک فرآیند تکراری متغیر های طراحی به عناصر جامد و یا عناصر فاقد رسانایی تبدیل وضعیت می دهند و در عین حال قید حجمی برروی مقدار مواد جامد اعمال می گردد. تجارب عددی نشان دهنده قابلیت این الگوریتم در تولید مواد با حداکثر رسانایی حرارتی و با هزینه کمتر در محاسبات می باشد.

Keywords:

بهینه سازی توپولوژی , رسانایی حرارتی , مواد متخلخل , تئوری همگن سازی