Sviluppo di ambiente CAD per la ottimizzazione topologica di componenti aerospaziali

In questo elaborato è stato sviluppato un modulo di ottimizzazione topologica in ambiente FreeCad. Il codice sviluppato presenta tutte le funzionalità necessarie al fine di poter essere impiegato per la progettazione e l'ottimizzazione di un qualsiasi componente aerospaziale, massimizzando leggerezza ed efficienza strutturale. Come prima cosa, attraverso un’approfondita ricerca bibliografica, sono stati studiati dal punto di vista teorico i metodi di ottimizzazione topologica di maggiore importanza; successivamente sono stati analizzati due algoritmi opensource disponibili per la comunità scientifica, e di questi sono stati evidenziati i problemi e le limitazioni. In secondo luogo, è stato scritto in Python un algoritmo di ottimizzazione topologica con caratteristiche tali da superare le limitazioni di quelli analizzati precedentemente e da presentare tutti i requisiti necessari per ottenere un codice efficiente e ad alte prestazioni. Al fine di rendere il modulo utilizzabile da tutti coloro che ne volessero usufruire, è stata realizzata un’interfaccia grafica nel CAD FreeCad semplice ed intuibile, in modo da poter accedere a tutti i parametri da definire per lo svolgimento dell’ottimizzazione. Per finire, l’algoritmo è stato testato attraverso due casi di studio allo scopo di valutare: le prestazioni, la forma del modello geometrico fornito alla fine dell’ottimizzazione in alcuni casi tipici e l’attendibilità dei risultati numerici relativi ai casi di valutazione.