Desarrollo de un algoritmo de cálculo de sensibilidades de forma para optimización geométrica de componentes estructurales con mallados cartesianos de elementos finitos

Abstract

[ES] En este proyecto se pretende implementar un optimizador de forma de componentes estructurales sobre el software de elementos finitos, llamado FEAVox, desarrollado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Materiales de esta universidad. Este optimizador será el encargado de encontrar una geometría con volumen mínimo y que cumpla unas restricciones, normalmente referentes a la tensión máxima admisible, a partir de una geometría parametrizada del componente. Con el fin de que sea más eficaz se ha implementado el cálculo de sensibilidades de forma para obtener los gradientes de la solución con respecto a las variables de diseño. Estos gradientes serán usados por el optimizador para guiar el proceso de optimización. Por último, se han querido probar algunas mejoras que se centren en reducir el tiempo de ejecución del programa. Por un lado, el optimizador será capaz de buscar geometrías ya calculadas y simplemente recuperar los resultados en lugar de volverla a calcularlos. Por otro lado, se ha añadido un módulo de redes neuronales artificiales que, tras el adecuado proceso de entrenamiento de la red neuronal, permitirá generar inmediatamente los resultados sin necesidad de análisis completos de elementos finitos.