Nano kafes sistemlerin şekil optimizasyonu

Günümüzde bilim ve teknoloji gelişmesiyle nano malzemeler birçok sektörde kullanmaya başlanmıştır. Pahalı olması sebebiyle nano malzemelerin efektif kullanılması oldukça önemlidir. Bu açıdan nano yapıların kapladığı yerlerin ve/veya ağırlıkların minimize edilmesi ciddi fayda sağlayacaktır. Bu çalışmada kafes şeklinde modellenen nano yapıların frekans kısıtlayıcı altında şekil optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon işlemi sırasında yapının ağırlığını minimize edecek şekilde en uygun kafes düğüm nokta koordinatlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Optimizasyon yöntemi olarak etkin meta-sezgisel yöntemlerinden bir olan Yapay Arı kolonisi kullanmıştır. Elde edilen optimum tasarım verileri doğrultusunda farklı atomik parametrelere göre hem makro hem de nano yapılarda atomik parametrenin etkisi ve bunların frekanslarla olan ilişkisi araştırılmıştır. Kafes yapı analizleri için Sonlu Elemanları Yöntemi kullanmıştır. Tez çalışmasında makro yapı olarak optimize edilmiş 37 elemanlı kafes, nano ölçekli olarak analizi yapılmış 13 ve 7 elemanlı kafes yapıları tasarım örnekleri olarak kullanılmıştır Elde edilen sonuçlarına göre makro yapılarda atomik parametre etkili olmuştur. Nano yapılarda ise yüksek e0a atomik parametre değerlerinde nano optimum tasarımları değişmektedir. Optimum yapıların frekanslarına bakıldığında genelde birinci modun hâkim olduğunu yüksek değeri e0a ise ikinci ve üçüncü modların frekansları limit frekans değerlerinden uzaklaşmaktadır.