بهینهسازی توپولوژی سازههای پیوسته با استفاده از ترکیب روشهای بدون شبکهی گالرکین و بهینهسازی توپولوژی تکاملی دو جهته
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
doi
10.22034/ijme.2025.531262.2107چکیده
این مقاله رویکردی پیشرفته برای بهینهسازی توپولوژی سازهها با ترکیب روش بهینهسازی سازهای تکاملی دوطرفه با روش بدون شبکه گالرکین معرفی میکند. هدف اصلی این رویکرد ترکیبی، کاهش قابل توجه زمان محاسبات ضمن حفظ دقت بالا در فرایند بهینهسازی است. روشهای سنتی مبتنی بر شبکه، به ویژه در مسائلی که شامل هندسههای پیچیده هستند، اغلب نیاز به تولید شبکه دقیق و بازسازی مکرر شبکه در طول فرایند بهینهسازی دارند که میتوانند هزینه و پیچیدگی محاسباتی را به طور قابل توجهی افزایش دهند. لذا با ترکیب یک روش بدون شبکه مانند روش بدون شبکه گالرکین، رویکرد پیشنهادی نیاز به تولید شبکه را از بین میبرد و هنگامی که با کارایی الگوریتم بهینهسازی توپولوژی تکاملی دو جهته ادغام میشود، منجر به فرایند بهینهسازی سریعتر و سادهتری میشود. نتایج عددی ارائه شده در این مطالعه نشان میدهد که این روش ترکیبی تا 5/2 برابر سریعتر از رویکردهای مرسوم مبتنی بر روش اجزا محدود عمل میکند، درحالی که همچنان عملکرد مکانیکی قابل اعتماد و یکپارچگی سازه را تضمین میکند. علاوه بر این، به دلیل انعطافپذیری روش بدون شبکه گالرکین در مدیریت هندسههای پیچیده و شرایط مرزی متغیر، تکنیک پیشنهادی به ویژه برای کاربردهای مهندسی دنیای واقعی موثر است. این روش به ویژه برای صنایعی مانند هوافضا، خودرو و مهندسی مکانیک که تقاضا برای طرحهای سازهای سبک، قوی و پیچیده زیاد است، مناسب است. به طور کلی، ادغام روش بدون شبکه گالرکین و بهینهسازی تکاملی دوجهته، یک راه حل قوی و کارآمد برای محدودیتهای تکنیکهای سنتی بهینهسازی توپولوژی ارائه میدهد. نتایج عددی ارائه شده در این مطالعه نشان میدهد که این روش ترکیبی تا 2.5 برابر سریعتر از رویکردهای مرسوم مبتنی بر روش اجزا محدود عمل میکند، در حالی که همچنان عملکرد مکانیکی قابل اعتماد و یکپارچگی سازه را تضمین میکند. علاوه بر این، به دلیل انعطافپذیری روش بدون شبکه گالرکین در مدیریت هندسههای پیچیده و شرایط مرزی متغیر، تکنیک پیشنهادی به ویژه برای کاربردهای مهندسی دنیای واقعی موثر است. این روش به ویژه برای صنایعی مانند هوافضا، خودرو و مهندسی مکانیک که تقاضا برای طرحهای سازهای سبک، قوی و پیچیده زیاد است، مناسب است. به طور کلی، ادغام روش بدون شبکه گالرکین و بهینهسازی تکاملی دوجهته، یک راه حل قوی و کارآمد برای محدودیتهای تکنیکهای سنتی بهینهسازی توپولوژی ارائه میدهد.
