Uma metodologia multiobjetivo para otimização topológica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/33416 |
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. |
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Frederico Gadelha Guimarãeshttp://lattes.cnpq.br/2472681535872194Miri Weiss CohenJoão Antônio de VasconcelosLucas de Souza BatistaLuiz LebensztajnAfonso Celso de Castro Lemongehttp://lattes.cnpq.br/1981957756218506João Batista Queiroz Zuliani2020-05-11T20:48:54Z2020-05-11T20:48:54Z2016-02-03http://hdl.handle.net/1843/33416Sistemas 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.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.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia elétricaOtimização multiobjetivoOtimização topológicaOtimização de formaOtimização multiobjetivo por Colônia de FormigaNSGA IIPROMETHEE IIUma metodologia multiobjetivo para otimização topológicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALPPGEngEletrica_JoaoBatistaQueirozZuliani_TeseDOUTORADO.pdfPPGEngEletrica_JoaoBatistaQueirozZuliani_TeseDOUTORADO.pdfapplication/pdf5852024https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/33416/1/PPGEngEletrica_JoaoBatistaQueirozZuliani_TeseDOUTORADO.pdf2c5b1aa222ee89e75af25df41d741769MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/33416/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/33416/3/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD531843/334162020-05-11 17:48:54.54oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2020-05-11T20:48:54Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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