Perpustakaan Digital ITB

Struktur seluler auxetic untuk pelindung baterai kendaraan listrik harus menyerap energi impak sekaligus mendukung pendinginan melalui geometri yang sama, sehingga muncul trade-off impak-termal yang dipengaruhi keluarga morfologi. Perancangan konvensional menetapkan morfologi sebelum optimasi dan hanya memvariasikan dimensinya, sehingga bentuk antara tidak dieksplorasi. Disertasi ini mempertanyakan algoritma optimasi mana yang sesuai untuk masalah terkopel ini, bagaimana parameter geometri mengendalikan trade-off, dan apakah penetapan keluarga morfologi membatasi performa. Ketiganya dijawab melalui kerangka desain morfologi terpadu dalam tiga tahap, masing-masing memasok tahap berikutnya. Pertama, sembilan algoritma evolusioner diperingkat secara statistik pada RWMOP-BEV, benchmark tervalidasi untuk impak dan termal. SLMEA berperingkat terbaik, tetapi keunggulannya berlaku pada rezim di luar masalah ini; NSGA-II memberikan sebaran solusi terbaik dan dibawa ke tahap perancangan. Kedua, Gaussian Process surrogate untuk sel double-arrowhead memprediksi kedua respons dengan R² leave-one-out 0,914 dan 0,907, dan analisis Shapley, partial dependence, serta individual conditional expectation memisahkan ketebalan strut, yang menskalakan kedua performa, dari panjang strut dan sudut sel yang mengendalikannya. Pemisahan itu menentukan struktur tahap ketiga: ketebalan ditahan pada irisan tetap sementara morfologinya dicari. Sel doublearrowhead dan re-entrant honeycomb menjadi dua ujung ruang desain kontinu lima dimensi; optimasi dengan unified surrogate (R² 0,94 dan 0,90) menghasilkan Pareto front dengan hypervolume 3,2–3,4% di atas keluarga re-entrant dan 63,7– 74,1% di atas double-arrowhead pada tiap ketebalan. Keluarga hybrid yang baru ditemukan mencakup 95–107 dari 150 solusi Pareto optimal per ketebalan, dan enam simulasi langsung sesuai prediksi surrogate dalam 5,1% untuk impak dan 8,6% untuk termal, tanpa data pelatihan di sana. Peta morfologi-performa yang dihasilkan menerjemahkan kebutuhan desain menjadi pasangan ketebalanmorfologi. Temuan utamanya: morfologi seharusnya menjadi hasil optimasi, bukan ditetapkan sebelumnya. Parameterizasi terpadu merupakan kontribusi konseptual yang dibuktikan melalui pengukuran; kerangkanya merupakan kontribusi metodologis yang diargumentasikan dari fiturnya, bukan diukur terhadap kerangka pembanding, dan diperkirakan berlaku pula pada struktur seluler lain dengan performa yang bersaing, meskipun tidak dibuktikan di sini.