Otimização paramétrica multiobjetivo do painel estrutural de uma embarcação mercante

Abstract

O competitivo mercado do transporte marítimo mundial força armadores a exigirem embarcações cada vez mais eficientes. Isto fomenta engenheiros a buscarem novas alternativas de projeto e a aplicarem técnicas de otimização, que auxiliam a tomada de decisão. A aplicação de tais técnicas no projeto estrutural de embarcações é destaque devido a interatividade desta etapa. Este trabalho se insere neste contexto, e busca analisar o uso de técnicas de otimização aplicadas ao projeto de um painel estrutural, descrito através das variáveis que o definem. Os elementos reforçadores foram tratados como vigas e a otimização utilizou o algoritmo genético NSGA-II. Aprofundou-se a análise nas fronteiras de Pareto obtidas para diferentes porcentagens de DOE - design of experiments – em relação ao total de indivíduos analisado. Verificou-se que o número de pontos geradores da fronteira é diretamente proporcional ao total de indivíduos avaliados e que a porcentagem de 5% de DOE corresponde à fronteira ótima dominante em relação às outras. Também verifica-se a tendência à arranjos de reforçadores pesados com espaçamento de mesma ordem e atesta-se a multimodalidade do problema do painel estrutural.

The competitive global shipping market forces shipowners to demand more and more efficient vessels. This encourages engineers to seek new design alternatives and apply optimization techniques that aid decision making. The application of such techniques in the structural design of vessels is highlighted due to the interactivity of this stage. This work is inserted in this context, and seeks to analyze the use of optimization techniques applied to the design of a structural panel, described through the variables that define it. The reinforcing elements were treated as beams and the optimization utilized the genetic algorithm NSGA-II. The Pareto frontier analysis obtained for different percentages of DOE - design of experiments - in relation to the total number of individuals was deepened. It was verified that the number of points generating the border is directly proportional to the total of evaluated individuals and that the percentage of 5% of DOE corresponds to the dominant optimal border in relation to the others. The tendency is also seen for the arrangements of heavy reinforcers with spacing of the same order and the multimodality of the structural panel problem is confirmed.