Tvarová syntéza založená na perturbaci přesných modelů

Abstract

V rámci formalismu metody momentů je navržena technika topologické optimalizace s blokovým poruchovým schématem. Procedura je založena na vyhodnocení topologické citlivosti bez nutnosti opakované maticové inverze. Lokální krok je iterativně restartován genetickým optimalizátorem. Vyvinutý algoritmus je porovnán s již existujícím algoritmem, implementovaným v anténním toolboxu AToM vyvíjeném v postředí MATLAB, založeným na strukturální modifikaci na úrovni bázových funkcí. Vlastnosti metody jsou ověřeny v sérii příkladů s důrazem na realizované hodnoty fyzikálních kvantit a výpočetní náročnost. Metoda je rovněž porovnána se známými realizacemi založenými na adjoint formulaci topologické optimalizace. Funkčnost navrženého optimalizačního postupu je rovněž demonstrována výrobou dvou získaných návrhů.A topology optimization technique based on a mesh element perturbation scheme is proposed within method-of-moments formalism. The procedure is based on an inversion-free evaluation of topological sensitivities, constituting a gradient-based local step that is iteratively restarted by the genetic algorithm. The developed algorithm is compared to the existing algorithm, implemented in Antenna Toolbox for MATLAB, based on a single basis function removal. The method's validity and effectiveness are demonstrated in a variety of examples. The developed method is also compared to the known realizations based on the adjoint formulation of topology optimization. The viability of the proposed optimization procedure is also demonstrated by manufacturing two obtained designs.