다진동수를 고려한 평면구조물의 위상최적화

Topology Optimization of Plane Structures with Multi-Frequency Cases

이 논문은 여러 개의 진동수를 동시에 고려할 수 있는 위상최적화기법을 제공하고 이를 평면구조물에 적용하여 최적위상을 도출하고 그 결과를 기술하였다. 본 연구에서는 모드변형에너지를 최소화하고자하는 목적함수로 가정하고 구조물의 초기 부피를 제약함수로 사용하였다. 물질내부에 존재하는 구멍의 크기를 조절하기 위하여 최적정기준법을 바탕으로 한 크기조절 알고리듬을 도입하였다. 수치해석결과로 부터 제시된 위상최적화기법은 구조물의 기본고유진동수를 효과적으로 최대화하면서 동시에 고차의 진동수에 대한 영향도 최적위상에 고려할 수 있는 것으로 나타났다.

This paper provides a new topology optimization technique which is intended to maximize the fundamental frequency with simultaneous consideration of other natural frequencies in the form of multi-frequency problems. The modal strain energy is considered as the objective function to be minimized and the initial volume of structures is used as the constraint function. The resizing algorithm based on the optimality criteria is adopted to update the hole size existing inside the material. From numerical tests, the proposed technique is found to be very effective to maximize the fundamental frequency of the structure and it can also successfully consider several higher mode effects into the optimum topology of structure through the introduction of weights.