Structural optimization of stiffened panels found in ship structures by employing Genetic Algorithms and FEA

Σάκκουλης, Παναγιώτης Α.; Sakkoulis, Panagiotis A.

dc.contributor.author	Σάκκουλης, Παναγιώτης Α.	el
dc.contributor.author	Sakkoulis, Panagiotis A.	en
dc.date.accessioned	2022-11-07T09:16:06Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56097
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23795
dc.rights	Default License
dc.subject	Μέθοδος Πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση κατασκευών	el
dc.subject	Γενετικοί Αλγόριθμοι	el
dc.subject	Ενισχυμένα ελάσματα	el
dc.subject	Κατασκευές πλοίων	el
dc.subject	Finite element Method	en
dc.subject	Structural optimization	en
dc.subject	Genetic Algorithms	en
dc.subject	Stiffened panels	en
dc.subject	Ship structures	en
dc.title	Structural optimization of stiffened panels found in ship structures by employing Genetic Algorithms and FEA	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Structural Analysis	en
heal.classification	Structural Optimization	en
heal.dateAvailable	2023-11-06T22:00:00Z
heal.language	en
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-02-11
heal.abstract	Η ανθρωπότητα πάντα αναζητεί την καλύτερη δυνατή λύση προκειμένου να λύσει τα προβλήματά της, με απώτερο σκοπό να εξοικονομήσει διαθέσιμους πόρους, χρόνο ή συνολικά να βελτιώσει την ποιότητα ζωής της. Σε αυτό το πλαίσιο, εφαρμόζεται η βελτιστοποίηση κατασκευών, στόχος της οποίας είναι να κάνει ένα σύνολο υλικών να υποστηρίζει φορτία με το βέλτιστο τρόπο∙ όπου ο όρος ‘βέλτιστος’ μεταφράζεται διαφορετικά ανάλογα με το κάθε πρόβλημα. Η διπλωματική αυτή εργασία αντλεί έμπνευση από αυτήν την ιδέα και στοχεύει να παράσχει μια αρχική εναλλακτική προσέγγιση για το σχεδιασμό ενισχυμένων ελασμάτων που χρησιμοποιούνται συχνά σε ναυπηγικές κατασκευές. Ο στόχος του σχεδιασμού ενός συνόλου δομικών μελών με τον καλύτερο τρόπο συνοψίζεται τελικά στη μεγιστοποίηση ή την ελαχιστοποίηση μιας ή περισσοτέρων μεταβλητών, που περιγράφουν το πρόβλημα με σαφήνεια. Σε αυτή την εργασία, ο κύριος στόχος είναι να αναπτυχθεί μια αλγοριθμική διαδικασία, η οποία θα βρίσκει τον καλύτερο δυνατό σχεδιασμό για ένα ενισχυμένο έλασμα ελαχιστοποιώντας τη μάζα του ενώ παράλληλα πληρούνται συγκεκριμένα κριτήρια αντοχής. Τα αρχικά διαθέσιμα δεδομένα για αυτό το πρόβλημα βελτιστοποίησης θα είναι η φόρτιση του ελάσματος καθώς και το μήκος των δύο πλευρών του. Αρχικά, χρησιμοποιώντας το εμπορικό λογισμικό ANSYS 19.2 αναπτύχθηκε ένα μοντέλο πεπερασμένων στοιχείων ενός ενισχυμένου ελάσματος, ως προαπαιτούμενο βήμα πριν από την εισαγωγή των αποτελεσμάτων στο βελτιστοποιητή, που παρέχεται από το ANSYS Workbench 19.2. Όσον αφορά στη μέθοδο βελτιστοποίησης, που επιλέχθηκε, λόγω της διακριτής φύσης του προβλήματος, αναπόφευκτα εφαρμόστηκε μια μεταευρετική μέθοδος και συγκεκριμένα οι Γενετικοί Αλγόριθμοι. Τέλος, οι καλύτερες λύσεις, τις οποίες έδωσε ο βελτιστοποιητής, επιθεωρήθηκαν οπτικά μέσω του εικονικού περιβάλλοντος του ANSYS και εξήχθησαν μερικά συμπεράσματα σχετικά με τα μοτίβα των αποτελεσμάτων.	el
heal.abstract	Humanity always seeks for the best available solution to solve its problems, with the ultimate purpose to save available resources, time or all in all improve its quality of life. Within this scope, structural optimization is applied, whose goal is to make an assemblage of materials sustain loads in the best way; where the term best is translated differently according to each individual problem. This thesis draws inspiration from this concept and aims to provide an initial alternative approach for designing stiffened panels which are often found in naval structures. The objective of designing a set of structural members in the best way eventually summarizes into maximizing or minimizing one or more variables which describe the problem clearly. In this work, the main objective is to develop an algorithmic process that will find the best possible design for a cross stiffened panel by minimizing its mass while meeting specified strength criteria. The initial available data for this optimization problem will be the loading and the length of the two sides of the panel. Firstly, using the commercial FE software ANSYS 19.2, a FE model of a cross stiffened panel was developed, as a necessary step before entering the results into the optimizer provided by ANSYS Workbench 19.2. As for the optimization method chosen, due to the discrete nature of the problem at hand, a metaheuristic method and specifically Genetic Algorithms was inevitably implemented. Finally, the best solutions provided by the optimizer, were visually inspected through the virtual environment of ANSYS and several conclusions regarding the patterns of the results were drawn.	en
heal.advisorName	Ανυφαντής, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Anyfantis, Konstantinos	en
heal.committeeMemberName	Σαμουηλίδης, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Samuelides, Emanuel	en
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Papadopoulos, Christos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false