33202 - Optimisation topologique des coques avec l'analyse isogéométrique

33202 - Topological optimization of shells with isogeometric analysis

• Auteur / Autrice : Fernando Hubner
• Direction : Andrei Constantinescu, Hakim Naceur
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Ingénierie, mécanique et énergétique
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2021
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMS - Laboratoire de Mécanique des Solides

Mots clés

Mots clés libres

Coques (ingénierie)

Analyse isogéométrique

Optimisation topologique

Optimisation des structures

Analyse numérique

Ensembles de niveaux Méthodes d'

Iga

Topological optimization

Level set method

Thick shell

Résumé

L'objectif de la thèse est d'élaborer une méthodologie numérique innovante par couplage de la méthode iso-géométrique et des techniques d'optimisation topologique d'éléments de caisse en blanc dans un contexte industriel. Cet objectif se décompose en plusieurs étapes : - Elaborer une procédure numérique pour la décomposition automatique de la définition CAO permettant de préparer les modèles d'avance de phase pour une simulation IGA de type dynamique explicite et statique implicite. - Développer une procédure de couplage entre la simulation IGA et les algorithmes d'optimisation topologique classique, comme les méthodes par descente de gradient et la méthode de surface de niveau. Un autre front d'exploration sera les méthodes probabilistes basées sur les processus gaussiens et les méthodes d'IA, basées sur les techniques de deep learning et les réseaux de neurones pour l'optimisation d'éléments structuraux de caisse en blanc. - Validation de la méthodologie numérique à travers des applications d'optimisation de forme d'éléments structuraux de caisse en blanc, pour améliorer les performances aux tests de rigidité, vibratoires et aux chocs (flambage).

The goal of the thesis is to develop an innovative numerical methodology capable of coupling the iso-geometric analysis and topology optimization techniques. The approach is to be applied to the optimization of structural components in the context of the automotive industry. This work is to be decomposed in the following steps : - Elaborate a numerical technique to automatically decompose a CAO domain, allowing the geometry to be prepared for an IGA simulation of type explicit dynamic and implicit static. - Develop a procedure coupling the IGA simulation and the topology optimization algorithms, such as gradient descent-based algorithms and level set methods. Another front to be explored are the probabilistic methods based on Gaussian processes and IA methods, formulated by deep learning techniques. - Validation of the numerical methodology by means of industrial applications to the topological optimization of structural components of a vehicle. The goal is to increase the performance in stiffness tests, vibration and crash (buckling).