بهینهسازی توپولوژی مسئله انتقال گرمای رسانشی بروش مجموعه سطوح تراز با استفاده از معادله انتشار واکنشی و تحلیل اجزاء محدود
نویسندگان
1 پژوهشگر، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، پردیس فنی و مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
چکیده
در این مقاله روش بهینهسازی توپولوژی با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز جهت تعیین توپولوژی بهینه براساس دادههای بهدست آمده از حل مسئله انتقال گرمای دوبعدی با استفاده از روش تحلیل اجزاء محدود، توسعه داده شده است. در روش مجموعه سطوح تراز، مرزهای سازه بهوسیله یک تراز از تابع اسکالر دینامیکی ضمنی از بعد بالاتر معرفی میشوند. همچنین از معادله آلن-چان جهت بروز رسانی متغیرهای طراحی استفاده شده است که دارای مزیتهایی نسبت به روش کلاسیک میباشد از جمله امکان ایجاد حفرههای جدید در طی فرایند بهینهسازی، قابل حذف شدن مرحله مربوط به دوباره مقداردهی و پایدار باقی ماندن مسئله بهینهسازی از لحاظ عددی. تابع هدف،کمینه کردن ظرفیت توان گرمایی بوده و آنالیز حساسیت در چندین مسئله نمونه انتقال گرما با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز جهت بهینهسازی توپولوژی به همراه روش تحلیل اجزاء محدود بررسی شده است. سرانجام، نتایج حل شش مسئله نمونه انتقال گرما شامل بار گرمایی نقطهای، بار گرمایی گسترده، دمای معلوم غیر صفر روی مرزها و ترکیبی از این سه جهت نشان دادن اعتبار روش مذکور ارائه شده است.
