Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
بهینهسازی توپولوژی مسئله انتقال حرارت هدایت با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز و تحلیل اجزاء محدود
Topology optimization of heat conduction problem via Level-Set method and the Finite Elements analysis
بهینهسازی توپولوژیکی کیفیت انتقال حرارت دوبعدی در یک محفظه بسته، بعنوان یک مسئله ترموفیزکی نمونه، همواره از اهمیت بسزایی برخوردار بوده است. در این مقاله روش بهینهسازی توپولوژی با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز جهت بهدست آودرن توپولوژی بهینه براساس دادههای بهدست آمده از حل مسئله انتقال حرارت دوبعدی شامل بار حرارتی نقطهای و بار حرارتی گسترده در دامنه محاسباتی 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. تغییرات این تابع در مراحل بهینهسازی میتواند بهسادگی جدا شدن و متصل شدن مرزهای دینامیکی را مدلسازی نماید. برای تشکیل این تابع و تعیین دمای مجهول میتوان از توابع شکل مورد استفاده در تحلیل اجزاء محدود استفاده کرد. تابع هدف در این مقاله کمینه کردن ظرفیت توان حرارتی بوده و آنالیز حساسیت در چندین مسئله نمونه انتقال حرارت با استفاده از روش مجموعه سطوح تراز جهت بهینهسازی توپولوژی به همراه روش تحلیل اجزاء محدود بررسی شده است. در نهایت نتایج حل سه مسئله نمونه انتقال حرارت شامل بار حرارتی نقطهای، بار حرارتی گسترده و ترکیبی از این دو جهت نشان دادن اعتبار روش مذکور ارائه شده است. با استفاده از این روش، هزینه و زمان محاسبات بهینه سازی کاهش یافته و میتواند برای محدوده وسیعی از مسائل بهینه سازی توپولوژی انتقال حرارت محاسباتی بهکار گرفته شود.
Topology optimization of the heat transfer quality in two-dimensional heat conduction problem at enclosure as one of the typical thermo-physical problems has always been quite important. In this paper a level set-based topological optimization procedure of two-dimensional heat conduction problem include point and speared thermal on computational domain load using finite elements method is developed. In level-set method, all structural boundaries are parameterized by a level of dynamic implicit scalar function of higher order. Changes of this function can easily model the detachment and attachment of dynamic boundaries in topology procedures. The same shape functions of finite elements analysis are employed to approximate the unknown temperatures and geometry modeling of the design domain. The objective function is to minimize thermal power capacity and sensitivity analysis on some heat conduction problems is investigated to deal with the topology optimization using level-set method with the finite elements scheme. Finally, topology optimization results of 3 heat conduction problems under both include point and spread thermal load cases are presented to demonstrate the validity of the proposed method. The proposed method lead to a significant reduction of the computational cost and time and it can be applied to a wide range of topology optimization problems arising from the heat transfer.
انتقال حرارت,بهینهسازی توپولوژی,روش مجموعه سطوح تراز,آنالیز حساسیت,اجزاء محدود
Heat Transfer,Topology Optimization,Level-set Method,Sensitivity analysis,Finite Elements
703
710
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-2666&slc_lang=fa&sid=15
Hassan Ali
Jahangiry
حسن علی
جهانگیری
100319475328460065979
100319475328460065979
No
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد
Ali
Jahangiri
علی
جهانگیری
100319475328460065978
100319475328460065978
Yes
Shahid Beheshti University
دانشگاه شهید بهشتی