Parallel evolutionary algorithms in shape optimization of heat radiators

The paper deals with the application of Parallel Evolutionary Algorithms (PEA) and the Finite Element Method (FEM) in shape optimization of heat radiators. The fitness function is computed with the use of the coupled thermoelsticity modelled by MARC/MENTAT software. The geometry, mesh and boundary conditions are created on the basis of a script language implemented in MENTAT. In order to reduce the number of design parameters in evolutionary algorithms, the shape of the structure is modelled by Bezier curves. Numerical examples for some shape optimization are included.

W pracy przedstawiono zastosowanie algorytmów ewolucyjnych oraz metody elementów skończonych (MES) w optymalizacji kształtu radiatorów. Zastosowano algorytm ewolucyjny, w którym funkcja celu wyznaczana jest w sposób równoległy, więc obliczenia przeprowadzane mogą być na wielu komputerach wieloprocesorowych. Tego typu podejście znacznie skraca czas obliczeń w porównaniu do sekwencyjnego algorytmu ewolucyjnego. Wartość funkcji celu wyznaczana jest na podstawie rozwiązania zagadnienia termosprężystości z wykorzystaniem oprogramowania MES MARC/MENTAT. Przy rozwiązywania zagadnienia bezpośredniego uwzględniany jest radiacyjny strumień ciepła. Wyznaczenie stref zacieniania, niezbędnych do jego wyznaczenia, realizowane jest również za pomocą procesora MENTAT. W celu zmniejszenia liczby zmiennych projektowych przy modelowaniu geometrii radiatora wykorzystano krzywe Beziera. Ponadto praca zawiera przykłady numeryczne optymalizacji dla różnych konfiguracji warunków brzegowych.