Cellular Automata is mathematical idealization of a physical system in which space and time are discrete. The design domain is divided into a lattice of cells, states of which are updated synchronously in discrete time steps according to some local rules. The behavior of each cell depends on its present state and states of its neighbors. This paper presents a topology optimization for 2D elastic structures by using the concept of Cellular Automata (CA). The novel local update rule is proposed. The presented concept is illustrated by results of numerical examples.
PL
Automat komórkowy jest matematyczną idealizacją fizycznego systemu, w którym przestrzeń i czas są dyskretne. Rozważany obiekt dzielony jest na komórki, których stany są uaktualniane jednocześnie w procesie iteracyjnym według pewnych lokalnych reguł. Zachowanie każdej komórki zależy od jej aktualnego stanu oraz od stanów jej sąsiadów. W artykule pokazano zastosowanie metody automatu komórkowego do optymalizacji topologicznej dwuwymiarowych struktur sprężystych. Zaproponowana została nowa reguła aktualizacji, a jej działanie zostało zilustrowane przykładami numerycznymi.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Recent development of Cellular Automata implementation into optimal design problems has shown that the automaton can be an effective tool for generation of optimal topologies in engineering applications. Nevertheless, the vast majority of results have been obtained to date for regular lattices of cells. The aim of the present paper is therefore to extend the concept of Cellular Automata towards irregular grid of cells related to non-regular mesh of finite elements. Introducing irregular lattice of cells allows to reduce number of design variables without losing accuracy of results and without excessive increase of number of elements caused by using fine mesh for a whole structure. This paper proposes a novel Irregular Cellular Automata formulation that can be adapted to topology optimization of real structural elements. The effectiveness of proposed local update rule is illustrated by results of numerical generation of optimal topologies for selected spatial engineering structures.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule pokazano zastosowanie metody automatu komórkowego do optymalizacji zginanych belek i kolumn narażonych na utratę stateczności. Przedstawiono wybrane sformułowania problemów optymalnego kształtowania, w szczególności nowe ujęcie projektowania kolumny przy warunkach stateczności, które następnie zilustrowano przykładami numerycznej optymalizacji.
EN
This paper presents application of Cellular Automata concept to optimization of beams under transverse loading and columns exposed to buckling. Selected optimal design problems are formulated, in particular, a new approach to design of column under stability constraints is proposed, which are then illustrated by results of numerical optimization.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.