Optimización topológica: Freefem++ vs herramientas comerciales

Resumen

La optimización en arquitectura es fundamental, ya que puede contribuir a la reducción de tiempo, costes y materiales, aspectos cruciales en la construcción contemporánea. La optimización topológica se enfoca en encontrar la estructura más eficiente al eliminar el material que no contribuye a la resistencia o funcionalidad de la misma.

El propósito de este Trabajo de Fin de Grado (TFG) es explorar las técnicas de optimización topológica aplicadas a las estructuras de edificación. Se analizarán una serie de programas para obtener diferentes ejemplos y determinar cuáles son más adecuados para cada fin. Para entender realmente los procesos necesarios para llevar a cabo la optimización topológica, se analizan los pasos requeridos matemáticamente y se utiliza el programa Free- FEM++, basado en código C++, para comprender cómo se implementa el modelo matemático en los distintos programas. Gracias a este estudio podemos analizar cómo se ha implementado el método de optimización topológica en los distintos programas.

Optimization in architecture is fundamental as it can contribute to the reduction of time, costs, and materials, crucial aspects in contemporary construction. Topological optimization focuses on finding the most efficient structure by eliminating material that does not contribute to its strength or functionality.

The purpose of this Bachelor’s Thesis (BT) is to explore topological optimization techniques applied to building structures. A series of programs will be analyzed to obtain different examples and determine which ones are most suitable for each purpose. To truly understand the necessary processes for conducting topological optimization, the required steps are mathematically analyzed, and the FreeFEM++ program, based on C++ code, is used to obtain a reliable mathematical model. Thanks to this model, we can compare commercial programs whose processes we are unfamiliar with, with a tool we can trust.