Sobre a parametrização via funções de base radial em métodos baseados em conjuntos de nível para otimização topológica
DOI:
https://doi.org/10.5540/03.2022.009.01.0307Keywords:
Otimização topológica, conjuntos de nível, funções de base radial de suporte compacto, métodos numéricos, experimentos computacionais.Abstract
Este trabalho considera o uso de funções de base radial de suporte compacto em métodos baseados em conjuntos de nível parametrizados para otimização topológica. O problema de minimização da flexibilidade média de uma estrutura estaticamente equilibrada com restrição de desigualdade de volume é considerado e tratado a partir de uma formulação do Lagrangiano aumentado com atualização consistente de seus parâmetros. Adotando uma estratégia de extensão Hilbertiana da velocidade, e permitindo o desacoplamento das malhas de elementos finitos e de funções de base radial adotadas, o efeito do número de funções-base utilizado para parametrização é investigado.
Downloads
References
G. Allaire, F. Jouve e A.-M. Toader. “Structural optimization using sensitivity analysis and a level-set method”. Em: Journal of Computational Physics 194 (2004), pp. 363–393.
G. C. Andrade. Sobre métodos baseados em conjunto de nível para otimização topológica estrutural. Dissertação de mestrado. 2022.
D. P. Bertsekas. Constrained Optimization and Lagrange Multiplier Methods. New York: Academic Press, 1982. isbn: 1-886529-04-3.
E. G. Birgin e J. M. Martínez. Practical Augmented Lagrangian Methods for Constrained Optimization. Philadelphia, USA: SIAM, 2014. isbn: 978-1-611973-35-8.
M. Burger e S. J. Osher. “A survey on level set methods for inverse problems and optimal design”. Em: European Journal of Applied Mathematics 16.2 (2005), pp. 263–301. doi: 10.1017/S0956792505006182.
A. L. Gain e G. H. Paulino. “A critical comparative assessment of differential equation-driven methods for structural topology optimization”. Em: Structural and Multidisciplinary Optimization 48.4 (2013), pp. 685–710. doi: 10.1007/s00158-013-0935-4.
F. de Gournay. “Velocity extension for the level-set method and multiple eigenvalues in shape optimization”. Em: SIAM Journal on Control and Optimization 45.1 (2006), pp. 343– 367.
H. P. Langtangen e A. Logg. Solving PDEs in Python - The FEniCS Tutorial. Cham: Springer, 2017. isbn: 978-3-319-52461-0. doi: 10.1007/978-3-319-52462-7.
A. Laurain. “A level set-based structural optimization code using FEniCS”. Em: Structural and Multidisciplinary Optimization 58.3 (2018), pp. 1311–1334. issn: 16151488. doi: 10.1007/s00158-018-1950-2.
S. Osher e R. Fedkiw. Level Set Methods and Dynamic Implicit Surfaces. New York: Springer, 2003. isbn: 0-387-95482-1.
N. P. Van Dijk et al. “Level-set methods for structural topology optimization: A review”. Em: Structural and Multidisciplinary Optimization 48.3 (2013), pp. 437–472. issn: 1615147X. doi: 10.1007/s00158-013-0912-y.
S. Wang e M. Y. Wang. “Radial basis functions and level set method for structural topology optimization”. Em: International Journal for Numerical Methods in Engineering 65.12 (2006), pp. 2060–2090. issn: 00295981. doi: 10.1002/nme.1536.
P. Wei et al. “A Study on Basis Functions of the Parameterized Level Set Method for Topology Optimization of Continuums”. Em: Journal of Mechanical Design 143.4 (2021), 041701(1– 17). issn: 1050-0472. url: https://doi.org/10.1115/1.4047900.
P. Wei et al. “An 88-line MATLAB code for the parameterized level set method based topology optimization using radial basis functions”. Em: Structural and Multidisciplinary Optimization 58.2 (2018), pp. 831–849. doi: 10.1007/s00158-018-1904-8.