Free form deformation techniques for 3D shape optimization problems

The purpose of this work is to analyse and study an efficient parametrization technique for a 3D shape optimization problem. After a brief review of the techniques and approaches already available in literature, we choose to use the Free Form Deformation parametrization, a recent technique which proved to be efficient and at the same time versatile, allowing to manage complex shapes even with few parameters. We tested and studied the technique by developing a link among different specialized softwares, in order to establish a path, from the geometry definition, to the method implementation, and finally to the simulation and to the optimization of the problem. In particular, we have studied a bulb and a rudder of a race sailing boat as model problems.

Lo scopo di questo lavoro è quello di analizzare e studiare una tecnica di parametrizzazione applicandola ad un problema 3D di ottimizzazione di forma. Dopo una rassegna delle principali tecniche e approcci già presenti in letteratura, si è scelto di utilizzare la parametrizzazione Free Form Deformation (FFD), una tecnica recente che si è dimostrata essere alquanto potente e allo stesso tempo versatile, consentendo di gestire forme complesse anche con un numero esiguo di parametri. È stato studiata e sviluppata un'interfaccia tra diversi software in modo da stabilire un percorso standard utilizzabile per costruire qualsiasi problema generico, dalla definizione della geometria, all'implementazione del metodo, fino alla simulazione e alla soluzione del problema di ottimizzazione. Nello specifico, sono stati utilizzati come modelli un bulbo e un timone di una barca a vela da competizione.