Perpustakaan Digital ITB

Makalah ini menyelidiki optimasi topologi robust multiobjektif untuk permasalahan aliran fluida di bawah ketidakpastian bilangan Reynolds, dengan penekanan khusus pada identifikasi apakah optimasi robust multiobjektif terhadap nilai rata-rata dan simpangan baku benar-benar diperlukan. Tiga fungsi objektif optimasi yang representatif dipertimbangkan, termasuk minimalisasi laju disipasi energi, minimalisasi gaya hambat, dan maksimalisasi rasio gaya angkat terhadap gaya hambat, yang mencakup konfigurasi aliran internal (pipe lengkung dan pipa ganda) ataupun aplikasi aliran eksternal. Polynomial Chaos Expansion (PCE) digunakan sebagai metode untuk mempercepat proses kuantifikasi ketidakpastian, dan prediksinya divalidasi terhadap Monte Carlo Simulation (MCS), sedangkan proses optimasi dilakukan menggunakan Method of Moving Asymptotes (MMA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi topologi robust multiobjektif berhasil menghasilkan desain-desain Pareto-optimal dengan berbagai kompromi antara performa rata-rata dan stabilitas. Pengaruh parameter pembobot terhadap desain optimum sangat bergantung pada jenis aplikasinya. Secara khusus, permasalahan maksimalisasi rasio lift-to-drag menghasilkan topologi optimal yang paling bervariasi di bawah ketidakpastian, sedangkan pada permasalahan aliran internal topologi yang dihasilkan relatif serupa, dengan hanya mengalami perubahan geometri yang relatif kecil, terutama pada kasus pipa ganda. Selain itu, optimasi robust secara konsisten mampu menemukan topologi yang optimal secara statistik. Namun, pada banyak kasus, solusi tersebut dapat didekati dengan sangat baik oleh satu atau lebih hasil optimasi deterministik yang dilakukan pada bilangan Reynolds yang dipilih secara tepat. Oleh karena itu, penelitian ini menunjukkan bahwa optimasi topologi robust multiobjektif memberikan manfaat terbesar ketika ketidakpastian bilangan Reynolds menyebabkan perubahan yang signifikan pada topologi optimal hasil optimasi deterministik. Sebaliknya, manfaatnya menjadi terbatas untuk konfigurasi aliran yang relatif tidak sensitif terhadap ketidakpastian.