Uma metodologia multiobjetivo para otimização topológica
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
João Antônio de Vasconcelos
Lucas de Souza Batista
Luiz Lebensztajn
Afonso Celso de Castro Lemonge
Lucas de Souza Batista
Luiz Lebensztajn
Afonso Celso de Castro Lemonge
Resumo
Sistemas CAD que integram Otimização Topológica, interpretação automática de
topologias e sua parametrização e Otimização de Forma são de grande interesse dada
a complexidade da tarefa de aplicar um procedimento de pós-processamento a um
grande conjunto de topologias propostas. Esta tese apresenta uma abordagem multiobjetivo
que integra a Otimização Topológica com a parametrização das topologias
obtidas e posteriormente a Otimização de Forma para problemas com vários materiais.
Para a otimização topológica é apresentado um Algoritmo Colônia de Formigas. As
topologias estimadas pelo Algoritmo Multiobjetivo Colônia de Formigas (MOACO)
representam um conjunto inicial de soluções de compromisso, que depois são parametrizadas
usando-se NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline). Ao invés de aplicar
uma etapa adicional de Otimização de Forma em todas as soluções desse conjunto,
emprega-se o PROMETHEE II como um método de tomada de decisão para selecionar
uma topologia ou um pequeno número de topologias para serem submetidas à otimização.
No estágio final, o problema multiobjetivo de Otimização de Forma é resolvido
através da aplicação do algoritmo NSGA-II às váriaveis associadas às coordenadas dos
pontos de controle e dos pesos da parametrização da fronteira interna das topologias
selecionadas. A abordagem proposta é ilustrada no projeto de um atuador magnético
C-core, que envolve a distribuição dos materiais ar, imãs permanentes e materiais ferromagnéticos
num certo espaço de projeto. Os resultados obtidos mostram a adequação
e a flexibilidade do método apresentado, uma vez que uma boa estimativa da fronteira
Pareto-ótima é determinada e o procedimento de parametrização via NURBS e seleção
das soluções usando o PROMETHEE II integram-se automaticamente conduzindo ao
subconjunto de soluções que é refinado no procedimento de otimização de forma.
Abstract
CAD systems that integrates Topological Optimization, automatic interpretation of
topologies and their parameterization and Shape Optimization are of great interest
given the complexity of the task of applying a post-processing procedure to a large set
of proposed topologies. This thesis presents a multiobjective approach that integrates
the Topological Optimization with the parameterization of the obtained topologies
and the Shape Optimization for problems with several materials. A Multiobjective
Ant Colony Algorithm is presented to solve the topological optimization. The topologies estimated by the Multiobjective Ant Colony Algorithm (MOACO) represent an
initial set of compromise solutions, which are then parameterized using NURBS (NonUniform Rational B-Spline). Instead of applying an additional step performing Shape
Optimization in all solutions of this set, PROMETHEE II is used as a decision-making
method to select a topology or a small number of topologies to undergo the shape
optimization. At the final stage, the Multiobjective Shape Optimization problem is solved by applying the NSGA-II algorithm to the variables associated to the coordinates
of the control points and the weights of the internal border NURBS parametrization of
the selected topologies. The proposed approach is illustrated in the design of a C-core
magnetic actuator, which involves the distribution of three materials (air, permanent
magnets and ferromagnetic materials) in a design space. The results obtained show
the suitability and flexibility of the presented method, since good estimates of the
Pareto-optimal front are obtained and the procedure of parameterization via NURBS
and selection of the solutions using PROMETHEE II integrates automatically the
process of topological and shape optimization leading to a small set of solutions.
Assunto
Engenharia elétrica, Otimização multiobjetivo
Palavras-chave
Otimização topológica, Otimização de forma, Otimização multiobjetivo por Colônia de Formiga, NSGA II, PROMETHEE II
Citação
Departamento
Endereço externo
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto
