Mapeo Genotipo-Fenotipo para la Optimización Topológica Multi-Objetivo y Multi-Física Evolutiva Aplicada
Autores: Schleifer, Felix; Deese, Kevin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mapeo Genotipo-Fenotipo para la Optimización Topológica Multi-Objetivo y Multi-Física Evolutiva Aplicada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Optimización topológica
Algoritmo genético
Aplicaciones de ingeniería
Características estructurales
Soluciones de Pareto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos un método de optimización topológica multiobjetivo basado en el Algoritmo Genético de No Clasificación II (NSGA-II). El enfoque presentado es una herramienta para aplicaciones de ingeniería en etapas tempranas capaz de proporcionar información sobre la compleja relación entre las características estructurales y el rendimiento de un diseño sin suposiciones a priori sobre el espacio objetivo. La reducción de masa, la deformación elástica lineal y la conducción térmica estacionaria se consideran simultáneamente con tres restricciones adicionales. El mapeo genotipo-fenotipo desarrollado específicamente garantiza el beneficio práctico de las proposiciones de diseño obtenidas y reduce significativamente el esfuerzo computacional para generar un conjunto denso de soluciones de Pareto. El procedimiento de mapeo suaviza las estructuras generadas probabilísticamente, elimina material no conectado y refina la discretización espacial para el solucionador de elementos finitos que se utiliza posteriormente. Presentamos conjuntos de soluciones óptimas de Pareto para grandes problemas de diseño tridimensional con múltiples objetivos y múltiples restricciones cercanas a la aplicación que son proposiciones de diseño viables para el diseño de ingeniería. Se discuten las características geométricas presentes en el conjunto de Pareto obtenido.
Descripción
Presentamos un método de optimización topológica multiobjetivo basado en el Algoritmo Genético de No Clasificación II (NSGA-II). El enfoque presentado es una herramienta para aplicaciones de ingeniería en etapas tempranas capaz de proporcionar información sobre la compleja relación entre las características estructurales y el rendimiento de un diseño sin suposiciones a priori sobre el espacio objetivo. La reducción de masa, la deformación elástica lineal y la conducción térmica estacionaria se consideran simultáneamente con tres restricciones adicionales. El mapeo genotipo-fenotipo desarrollado específicamente garantiza el beneficio práctico de las proposiciones de diseño obtenidas y reduce significativamente el esfuerzo computacional para generar un conjunto denso de soluciones de Pareto. El procedimiento de mapeo suaviza las estructuras generadas probabilísticamente, elimina material no conectado y refina la discretización espacial para el solucionador de elementos finitos que se utiliza posteriormente. Presentamos conjuntos de soluciones óptimas de Pareto para grandes problemas de diseño tridimensional con múltiples objetivos y múltiples restricciones cercanas a la aplicación que son proposiciones de diseño viables para el diseño de ingeniería. Se discuten las características geométricas presentes en el conjunto de Pareto obtenido.