บทที่ 1 บทนำ Dulyachot Cholaseuk Mechanical Engineering Department Thammasat University

หัวข้อ แผนการสอน แนะนำวิชา เครื่องมือที่จำเป็น Module 1 : Introduction

1 แผนการสอน Design theories Optimum design of mechanical elements Optimum and Robust Design Representation of a free-form shape using non-uniform rational B-spline surface Selection of design variables and objective functions Solution of design optimization problems Advanced computer aided design Module 1 : Introduction

แผนการสอน Week Date Topics 1 Introduction. Optimum design problem formulation. Review of necessary topics in mathematics. Introduction to computer programming and plotting software. 2 Minimization of unconstrained uni-variate and multivariate functions. Sufficient and necessary conditions for minimization. 3 Numerical method for optimization of unconstrained uni-vatiate functions. Line search: bisection, golden section, Newton's method and parabolic interpolation. 4 Numerical method for optimization of unconstrained multivariate functions. Gradient-based method: uni-direction search, steepest direction, conjugate gradient method and Newton's method. 5 Numerical method for optimization of unconstrained multivariate functions. Zeroth-order method: Grid search, downhill Simplex search, adaptive random search and genetic algorithm. 6 Project presentation. Recap. Module 1 : Introduction

Tentative Schedule Week Date Topics 9 Introduction to designed experiments and their application to optimization problem. Response functions. 10 Minimization of unconstrained functions. Geometric of a constrain optimization problem. Lagrange multipliers and their geometric meaning. Karush-Khun-Tucker conditions. Introduction to Excel solver module. 11 Basic numerical Method for constrain optimization problem. 12 Optimization of discrete problems. Simulated annealing. Genetic algorithm. Traveling salesman problem. 13 Multi-criteria optimization. Pareto solutions. Minimax method. Weighted objective method. 14 Case study. Black-box concept in solving engineering optimization problem. Mathematical representation of free form geometry. Bezier curves. B-spline curves. Nurbs. Intoduction to commercial software for engineering optimization. Robust design and other design concept. Discussion of advanced topics in optimum design. 15 Project presentation. Course Summary. Module 1 : Introduction

เอกสารอ้างอิง Arora, J., Introduction to Optimum Design, 2nd Edition, McGraw-Hill Stoecker, W., Design of Thermal Systems, 3rd Edition, McGraw-Hill Press, W., et. al., Numerical Recipes in Fortran 77, Cambridge. Module 1 : Introduction

การประเมินผล การบ้าน – 25% โครงงาน – 25% สอบกลางภาค – 25% สอบปลายภาค – 25% 80%+ สำหรับโอกาสได้เกรด A. Module 1 : Introduction

ไม่มีวิชาบังคับก่อน แต่ต้องใช้ความรู้ดังต่อไปนี้ Engineering Mechanics Statics/Dynamics Mechanics of Solids Mathematics Algebra Calculus Programming skill Module 1 : Introduction

2 แนะนำวิชา Design (in engineering context) = The management of constraints Manipulate design variables to satisfy non-negotiable constraints and optimize the negotiable constraints Usually, no unique solution. Module 1 : Introduction

ขั้นตอนการออกแบบ Recognition of Need Optimization Problem Formulation Prototyping Conceptual Design Testing System Design Manufacturing Process Design Component Design Production Module 1 : Introduction

การหาจุดที่เหมาะสมที่สุด - Optimization Maxima Module 1 : Introduction

การหาจุดที่เหมาะสมที่สุด - Optimization Minima Module 1 : Introduction

แบบฝึกหัด ? Module 1 : Introduction

ฟังก์ชั่นเป้าหมาย - Objective function ตัวแปร - Design variables การตั้งปัญหา ฟังก์ชั่นเป้าหมาย - Objective function ตัวแปร - Design variables ข้อจำกัด - Constraints Module 1 : Introduction

ตัวอย่างปัญหาการออกแบบ Design of a rod under tension Module 1 : Introduction

ปัญหาการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด f r g r Module 1 : Introduction

ตัวอย่างทางวิศวกรรม Module 1 : Introduction

ประเภทของปัญหาการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด Module 1 : Introduction

รูปร่างของวัตถุที่มีแรงต้านการไหลต่ำที่สุด Module 1 : Introduction

รูปร่างของวัตถุที่รับความเค้นเต็ม Module 1 : Introduction

การกระจายวัสดุอย่างเหมาะสม Module 1 : Introduction

รูปแบบที่เหมาะสมที่สุด Module 1 : Introduction

การจัดลำดับ Module 1 : Introduction

3 เครื่องมือ Program editor and compiler Optimization tools C/C++ Basic Fortran Optimization tools Matlab Excel Plotting software Module 1 : Introduction

ซอฟท์แวร์สำหรับการแสดงผล Matlab Gnuplot Module 1 : Introduction