Abstract
This paper proposes an efficient boundary-based technique for the shape design sensitivity analysis in various disciplines. An analytical sensitivity formula in the form of a boundary integral is derived based on the continuum formulation for a general functional defined in the problems. The formula can be conveniently used for gradient computation in a variety of shape design problems. The advantage of using a boundary-based method is that the shape variation vectors are needed only on the boundary, not over the whole domain. The boundary shape variation vectors are conveniently computed by using finite. Perturbations of the shape geometry instead of complex analytical differentiation of the geometry functions. The potential flow problems and fillet problem are chosen to illustrate the efficiency of the proposed methodology.
본 논문에서는 다양한 문제들의 형상 설계 민감도 해석에 대한 효율적인 경계기반 기법을 제시하였다 우선 문제에서 정의된 일반적인 함수들에 대한 연속체 형태의 식에 근거하여, 경계 적분 형태의 해석적 민감도 식을 유도하였다. 이 식은 다양한 형상 설계 문제들의 경사를 계산하는데 편리하게 사용할 수 있다. 그리고 경계법은 형상 변분 벡터가 전체 도메인이 아닌 경계에서만 요구된다는 장점이 있는데, 여기서 경계 형상 변분은 형상 함수의 복잡한 해석적 미분 대신 형상을 미소 증분시킴으로써 편리하게 계산할 수 있다. 제시한 방법의 효율성을 보이기 위해 포텐셜 유동 문제와 필렛(fillet)에서의 응력 집중 문제에 이를 적용하였다.
