벌군집 최적화를 이용한 비선형 구조물의 위상최적화

Abstract

위상최적설계는 초기 설계단계에서 주어진 제한조건을 만족하는 최적의 위상을 찾는 설계로 구조물에 대한 위상최적설계는 션형으로 가정하고 수행하는 것이 일반적이다. 하지만 구조물에 등}중이 크게 작용하는 경우 큰 변형이 생기게 되며 이것은 기하학적 비선형성을 유발하게 된다. 따라서 큰 힘이 작용하는 구조물에 대한 위상최적설계를 할 때에 기하학적 비선형성을 고려해 주어야 한다. 자연현상이나 물리적과정을 모방한 생체모방 계산방법 (bio-inspired computation method)은 진화적인 최적화 과정을 가진 자연을 모방한다. 별군집 최적화는 생체모방 계산방법 중 하나로 넥타를 모으는 설제 별틀의 움직임을 모방하여 최적설계에 적용한 것이다. 본 연구에서는 벌군집 알고리즘과 Newton-Raphson 기 법 이 적용된 유한요소법을 이 용하여 기하학적 비선행 위상최적화를 수행하였다. 위상최적화는 일정한 체적에 대해 구조물의 강성을 높이는 것을 목표로 하였으며, 스트레인 에너지를 넥타로 사용하였다.