Tosca

위상 최적화는 주어진 하중, 경계 조건, 제약 조건 세트에 대해 주어진 설계 공간 내에서 재료 배치를 최적화하는 데 사용되는 수학적 방법으로, 시스템의 성능을 극대화하는 것을 목표로 합니다.

1. 밀도 기반 토폴로지 최적화: 이 방법은 원하는 구조적 성능을 달성하기 위해 설계 영역 내에서 재료의 분포를 최적화합니다. 설계 공간의 서로 다른 영역에 다양한 재료 밀도를 할당하여 구조적 건정성을 유지하면서도 무게를 줄이기 위해 저밀도 영역을 제거하거나 수정할 수 있도록 합니다.
2. Level-Set-Based 토폴로지 최적화: 이 방법에서 설계 영역은 채워진 영역과 빈 영역 사이의 경계를 정의하는 level-set 함수를 사용하여 표현됩니다. 최적화 프로세스는 필수적인 구조적 특징을 보존하면서 필수적이지 않은 부분에서 재료를 반복적으로 제거하도록 level-set 함수를 발전시켜 성능을 개선하고 무게를 줄여 최적화된 설계를 완성합니다.

• 항공우주 구성 요소: 윙 리브 및 엔진 브래킷과 같은 항공기 구조 구성 요소를 최적화하여 강도를 유지하면서 중량을 줄입니다.
• 자동차 파트: 섀시 구조 및 서스펜션 파트와 같은 자동차 구성 요소를 개선하여 연비와 성능을 개선합니다.
• 소비자 제품: 자전거 프레임 및 스포츠 장비를 개선하여 내구성과 성능을 높이면서 자재 사용량을 줄입니다.
• 의료기기: 의료용 임플란트 및 수술 도구를 개선하여 무게를 최소화하면서 기능과 생체 적합성을 강화합니다.
• 토목 엔지니어링 구조: 교량 및 건물과 같은 구조물의 설계를 간소화하여 건설 비용과 환경 영향을 줄입니다.
• 전자 인클로저: 전자 케이싱 및 방열판을 최적화하여 무결성을 유지하면서 무게를 줄이고 열 관리를 개선합니다.
• 산업용 기계: 프레임 및 브래킷과 같은 기계 구성 요소를 개선하여 자재 사용량을 줄이면서 신뢰성과 효율성을 개선합니다.