Otimização topológica de aerofólios utilizando algoritmo evolucionário bidirecional
Abstract
Neste trabalho, apresenta-se a otimização topológica de um aerofólio considerando-se a minimização
de flexibilidade e minimização de tensão, ambas sujeitas à restrição de volume, por meio
do método de otimização estrutural evolucionária bidirecional (BESO) para um caso bidimensional.
Inicialmente, desenvolve-se a formulação para minimização de flexibilidade, definindo-se
a função objetivo e suas respectivas restrições, assim como a determinação e filtragem dos números
de sensibilidade. Em seguida, apresenta-se a formulação para a minimização de tensões
com base na tensão da norma-P modificada, a qual fornece valores abaixo da tensão máxima da
estrutura. Para tal, determinam-se as matrizes constitutiva e deformação-deslocamento, assim
como as funções de forma para o elemento bilinear de quatro nós. Na sequência, verificam-se
os métodos ao compará-los a um caso encontrado na literatura e investiga-se o efeito do raio
mínimo de filtragem. Por fim, realizam-se simulações para o aerofólio NACA 2412 para diferentes
condições de ângulos de ataque e a aplicação de múltiplos carregamentos, discutindo-se
os principais efeitos dos métodos sobre as topologias otimizadas. Variando-se o o raio mínimo
de filtragem, obteve-se topologias mais similares e estáveis ao se refinar a malha na minimização
de flexibilidade.
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