Статья

Название статьи ОПТИМИЗАЦИЯ ТОПОЛОГИИ КРЫЛА ЛЕТАЮЩЕГО НАСЕКОМОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SIMP — МЕТОДА
Автор В.С. Шевцова, М.С. Шевцова, А.Н. Соловьев
Рубрика РАЗДЕЛ III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В БИОЛОГИИ
Месяц, год 06, 2010
Индекс УДК 518.5.001.57
DOI
Аннотация Задача оптимизации топологии несущей конструкции рассмотрена на примере крыла летающего насекомого - конструкции, оптимизированной в результате естественной эволюции. В работе представлены подходы к моделированию аэромеханики и механики крыльев насекомых, к решению задач оптимизации топологии конструкций с использованием современных систем конечно-элементного моделирования и многокритериальной оптимизации. Приведены постановка и результаты решения задачи структурной оптимизации крыла с использованием SIMP (Solid Isothropic Material with Penalization) метода.

Скачать в PDF

Ключевые слова Структурная оптимизация; крыло насекомого; генетический алгоритм; метод конечных элементов.
Библиографический список 1. Michael H. Dickinson. Bionics: Biological insight into mechanical design / Proceedings of the National Academy of science (PNAS). – 1999. – Vol.96. – № 25. – Р. 14208-14209.
2. Adaptive structures/ Engineering application, Part 9 Recent advances in self-healing materials systems. John Wiley & Sons Ltd, 2008. – 292 p.
3. Yoseph Bar-Cohen. Biomimetics—using nature to inspire human innovation / Bioinspiration & Biomimetics. – 2006. – Vol. 1. – № 1. – Р. 317-321.
4. Ansari S.A., Zbikowski R., Knowles K. Aerodynamic modeling of insect-like flapping flight for micro air vehicles / Progress in Aerospace Sciences. – 2006. – № 42. – Р. 129-172.
5. Ranjan Ganguli, Stanislav Gorb, Fritz-Olaf Lehmann. Experiments on Fly Wing Structure for Biomimetic Robotic Flying Insect Design / Proceedings of 49th
AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. – 2008. – 13 p.
6. Свидерский, В.Л. Полет насекомого / В.Л. Свидерский. – М:. Наука, 1980. – 136 с.
7. Hedrick T.L. and Daniel T.L. Flight control in the hawkmoth Manduca sexta: the inverse problem of hovering / Journal of Experimental Biology. – 2006. – № 209. – Р. 3114-3130.
8. Simon M. Walker, Adrian L.R. Thomas, Graham K. Taylor. Deformable wing kinematics in free-flying hoverflies / Journal of the Royal Society Interface. – 2010. – № 7. – Р. 131–142.
9. Antonia B. Kesel. Aerodynamic characteristics of dragonfly wing sections compared with technical aerofoils // J. of Exp. Biol. – 2000. – № 203. – Р. 3125–3135.
10. Kwok M., Mittal R. Experimental Investigation of the Aerodynamics of a Modeled Dragonfly Wing Section: Student Conference AIAA – 2005.
11. Combes S.A. and Daniel T.L. Flexural stiffness in insect wings I Scaling and the influence of wing venation // J. of Exp. Biol. – 2003. – № 206. – Р. 2979-2987.
12. Combes S.A. and Daniel T.L. Flexural stiffness in insect wings II Spatial distribution and dynamic wing bending // J. of Exp. Biol. – 2003. – № 206. – Р. 2989-2997.
13. Marcelo H. Kobayashi. On a biologically inspired topology optimization method / Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simulat. – 2010. – № 15. – Р. 787-802.
14. Mengesha T.E., Vallance R.R., Barraja M., Mittal R. Parametric structural modeling of insect wings / Bioinspiration & Biomimetics. – 2009. – № 4. – 15 p.
15. Bendsшe M.P. Optimal shape design as a material distribution problem// Springer-Verlag: Structural Optimization 1. – 1989. – Р. 193-202.
16. Bendsшe M.P., Sigmund O. Material interpolation schemes in topology optimization// Arch. Appl. Mech. – 1999. № 69. – Р. 635-654.
17. Wang S.Y., Lim K.M., Khoo B.C., Wang M.Y. An extended level set method for shape and topology optimization// Science Direct. Journal of Computational Physics 221. – 2007. – Р. 395-421.
18. Aditya P. Apte, Bo Ping Wang. 3D Topology Optimization Using Hyper Radial Basis Function Network//50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and materials Conference. 4-7 May, Palm Springs, California, 2009. – Р. 12.
19. Bendsшe M.P., Sigmund O. Topology Optimization Theory, Methods and Applications, Springer Ed., 2004. – 296 p.

Comments are closed.