Optimalizace tvaru oblasti v úlohách vibro-akustiky

Abstract

Hlavním cílem této práce je provedení tvarové optimalizace akustického pole popsaného omezenou 3D oblastí. Nejdříve se odvodí rovnice potřebné k modelování vibroakustiky. Rovnici pro akustickou tekutinu reprezentuje Helmholtzova rovnice a deska se modeluje dle Reissnerovy-Mindlinovy teorie. Z úvah o šíření akustických vln se odvodí okrajové podmínky na hranici akustické kavity a transmisní podmínky na rozhraní deska-kavita. Naformuluje se úloha tvarové optimalizace. Jako stavové rovnice se využije slabá formulace Helmholtzovy rovnice a Reissnerovy-Mindlinovy desky. Provede se citlivostní analýza. Design oblasti se parametrizuje pomocí nástroje Spline-boxu. Optimalizační úloze se přiřadí Lagrangeova funkce, definuje se úloha sedlového bodu a posléze se přejde k úloze adjungované. Touto cestou se získá celková derivace neboli citlivost účelové funkce neprozvučnosti na změnu optimalizačních parametrů. Pomocí softwaru SfePy se provede několik optimalizačních výpočtů ve 3D pro rigidní a poddajnou hranici. Některé výsledky se ukáží a vyhodnotí.