Topological optimization driven by mesh adaptation for additive manufacturing applications

We present an efficient topology optimization algorithm driven by mesh adaptivity to solve the Minimum Compliance Problem. Innovative free-form topologies are determined solving a SIMP approximation, a material distribution method defining the optimal shape in terms of a density function. Effectiveness and precision of the algorithm are improved with a contained computational cost employing an a posteriori anisotropic error estimator driving the adaptation procedure. The validity of the approach is assessed on two-dimensional and three-dimensional test cases with application to additive manufacturing and spacecrafts equipment.

In questa tesi presentiamo un efficiente algoritmo per la risoluzione di un comune problema di ottimizzazione topologica, noto come Minimum Compliance Problem. 
In particolare, viene impiegato un approccio SIMP, mediante il quale determiniamo geometrie complesse ed innovative realizzabili grazie a tecniche di additive manufacturing. Al fine di garantire una maggiore precisione dell’approssimazione numerica, mantenendo al tempo stesso contenuto il costo computazione, adottiamo un approccio adattativo guidato da uno stimatore a posteriori anisotropo. L’efficacia dell’algoritmo viene infine verificata su diversi casi test bidimensionali e tridimensionali, con applicazioni nell’ambito aerospaziale.