بهینه سازی شکل سازه ها با استفاده از روش آیزوژئومتریک و الگوریتم ذرات باردارشده

چکیده در این مقاله، شکل مرز سازه های 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 شده اند. به منظور تحلیل سازه از روش آیزوژئومتریک استفاده شده که یک روش عددی در آنالیز مسائل مهندسی است. این روش دارای ویژگی های 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 بی اسپلاین در تولید هندسه و همچنین تقریب توابع مولفه های تغییرشکل سازه، از باز تولید هندسه ی تحلیل در هر مرحله از تکرار روند بهینه سازی شکل جلوگیری می نماید. در این تحقیق برای حل مسئله بهینه سازی شکل سازه از الگوریتم سیستم جستجوی ذرات باردار شده از دسته روشهای فرااکتشافی استفاده شده است. این روش بر مبنای قوانین الکتریسیته ی کولمب و مکانیک نیوتن استوار است. به این منظور، مختصات نقاط کنترلی مرزهای سازه که با استفاده از منحنی های بی اسپلاین در روش ایزوژئومتریک مدلسازی شده اند، به عنوان متغیرهای طراحی مسئله بهینه سازی در نظر گرفته میشوند و بنابراین در مراحل بهینه سازی تغییر میکنند. در این مقاله ضمن استخراج فرمولبندی مسئله بهینه سازی، با استفاده از چند مثال عددی و مقایسه نتایج بدست آمده با روشهای بهینه سازی برنامه ریزی ریاضی، همخوانی و کارایی روش سیستم جستجوی ذرات باردار شده در حل مسائل بهینه سازی شکل نشان داده شده است.

Keywords:

Structural Shape Optimization , Charged System Search , CSS , Isogeometric analysis , بهینه سازی شکل سازه ها , سیستم جستجوی ذرات باردار شده , روش آیزوژئومتریک