بهینه سازی توپولوژی سازه در مسئله اندرکنش سیال-سازه به روش مجموعه سطوح تراز

این پژوهش به بهینه سازی توپولوژی مسائل اندرکنش سیال-سازه به روش مجموعه سطوح تراز می پردازد. به-منظور جفت کردن معادلات سیال-سازه از روش توصیف لاگرانژی-اویلری دلخواه (ALE) در فرمول بندی یکپارچه استفاده شده است. استفاده از توصیف ALE تحت فرمول بندی یکپارچه برای مسائل FSI، ضمن حذف ناپایداری های عددی ناشی از ترم همرفت، باعث افزایش سرعت و دقت حل اجزای محدود مسائل اندرکنش سیال-سازه خواهد شد. همچنین در نظر گرفتن سیال در حالت ناپایا (Unstaedy) امکان تفسیر توپولوژی بهینه را در هر لحظه از تحلیل فراهم می آورد. تابع هدف مسئله طراحی بهینه توپولوژی سازه، به حداقل رساندن نرمی سازه در حالت خشک تحت حجم معینی از دامنه طراحی سازه در نظر گرفته شده است. به منظور یافتن سرعت نرمال معادله واکنش- انتشار (RDE) از آنالیز حساسیت الحاقی مبتنی بر گرادیان نقطه ای استفاده شده است. نتایج حاصله از این رویکرد در مقایسه با سایر رویکردهای بهینه سازی توپولوژی موجود در ادبیات فنی نشان از دقت بالاتر و تشکیل مرزهای سازه ای واضح تر دارد.

کلیدواژه ها:

Topology Optimization ، Fluid-Structure Interaction ، Level Set Method ، Adjoint Sensitivity Analisys ، Reaction-Diffusion Equation ، Finite Element Method. ، بهینه سازی توپولوژی ، اندرکنش سیال-سازه ، روش مجموعه سطوح تراز ، آنالیز حساسیت الحاقی ، معادله واکنش-انتشار ، روش اجزای محدود