Ottimizzazione di strutture aeronautiche in presenza di incertezze

Thank to the exponential increase of computational power, in recent years methods for uncertainty quantification (UQ) has been developed and integrated in analysis and optimization of complex systems. UQ methods provide a framework for evaluating how the uncertainty of system inputs modify the output metric of interest. In this thesis work several UQ tecniques were explored and their convergence properties evaluated on test problems. Some of these were applied to structural problems of different complexity. Then an aeronautical composite laminate constrained with stringers and loaded in compression, with gaussian load and material property was considered. A Reliability Based Design Optimization is performed and results are discussed.

Grazie all'aumento esponenziale della potenza computazionale, negli ultimi anni i metodi per la quantificazione delle incertezze (uncertainty quantification, UQ) sono stati applicati anche a modelli complessi e sono stati integrati in processi di ottimizzazione. I metodi di UQ permettono di valutare l'effetto che le incertezze sugli ingressi di un sistema hanno sulle grandezze di interesse in uscita. Nel presente lavoro di tesi sono state esplorate diverse tecniche di UQ e sono state valutate le loro proprietà di convergenza su problemi test. Alcune di queste sono state applicate a problemi strutturali con incertezze di complessità diversa. Infine si è considerato il caso aeronautico di un laminato in materiale composito vincolato da correnti e caricato in compressione, con proprietà del materiale e carico gaussiani. Si è quindi effettuata un'ottimizzazione in presenza di incertezze (Reliability Based Design Optimization, RBDO) e sono stati discussi i risultati.