2015-04-29 Naturvetenskapliga fakulteten Ina Alexandersson Matematikcentrum Prefekt Gudrun Gudmundsdottir Matematikcentrums nominering av examensarbete till Sparbankstiftelsen Skånes stipendium 2015. Härmed nominerar Matematikcentrum masterarbetet An Algorithm for Structural Topology Optimization of Multibody Systems till Sparbanksstiftelsen Skånes stipendium. Arbetet genomfördes i ämnet numerisk analys av fysikstudenten Toheed Ghandriz och handleddes av Dr. Hilding Elmqvist vid Dassault Systems AB, Lund samt Prof. Claus Führer, numerisk analys. Arbetet försvarades i ett offentligt föredrag den 2 oktober 2014. Arbetet betygsattes med VG inom kursen NUMM11 (30hp). Motivering: a) Tema: Topologioptimering av flerkroppssystem är ett tema som kräver kunskaper inom numeriska metoder för att lösa ordinära och partiella differentialekvationer, optimeringsmetoder, programmering, visualisering och inte minst modellering av elastiska system. Temat är ytterst relevant för att kunna spara material (och därmed även ekonomiska resurser) vid konstruktion av mekaniska komponenter som t.ex. bildelar utan att deras mekaniska egenskaper som t.ex. styvhet förloras. Toheed Ghandriz valde temat själv efter har läst relevanta kurser på NF och LTH. Samarbetet med Dassault Systems som i Lund utvecklar programmet Dymola möjliggjorde att han från början kunde arbete med realistiska och komplexa modeller. b) Studenten: Toheed Ghandriz hör till den grupp studenter som jagar handledaren och inte tvärtom. Han är ytterst snabb i att förstå komplexa sammanhang, snabb att testa, implementera och bilda teorier kring det som han har upplevt vid sina numeriska experiment. Det var ett (ansträngande) nöje att handleda honom. Han lyckades även att få sitt arbete accepterat till en internationell konferens (ECCOMAS, juni 2015 Barcelona). Det är mycket sällsynt att man hittar en student som har förmågan och modet till att förvärva kunskap i många olika ämnen. Han var kanske en av de sista studenter som utnyttjade den fria rörligheten mellan fakulteterna till sin kunskapsfördel innan gränserna stängdes nu på allvar. c) Resultat och Relevans: Det är väldigt få arbeten i litteraturen som diskuterar optimering av elastiska mekaniska system under dynamisk last, d.v.s. i rörelse. Matematiskt kräver detta att flera tusen differentialekvationer löses för att 2 utvärdera optimerarens målfunktion. Ett särskilt problem är beräkningen av känsligheter som kräver CPU-tid i storleksordning av upp till en vecka (på en studentlaptop). Toheed Ghandriz kunde i sitt examensarbete visa att sådana beräkningar är möjliga och relevanta trots det enormt stora antalet optimeringsparametrar. Redan under pågående examensarbete kunde Dassault Systems visa resultat av denna studie på Modelica-konferensen i Lund genom att presentera optimerade bildelar som, för konferensen, producerades m.h.a en 3Dskrivare efter Toheed Ghandriz beräkningar. Materialbesparingarna gentemot originaldelen var ca 40%. Sammanfattning: Vi anser att Toheed Ghandriz examensarbete är ett fint exempel hur kunskap i de tre ämnena matematik, datavetenskap och fysik kan leda till resultat med ett tydligt ekonomiskt och resursbevarande värde. Gudrun Gudmundsdottir, prefekt Anne Maria Persson huvudstudierektor