بهينه سازي سازه هاي فولادي با رويكرد بهبود عملكردي الگوريتم هاي فراكاوشي

دكتري

چكيده مسئله بهينه سازي سازه¬اي را مي¬توان به سه حوزه باز براي تحقيق كه به ترتيب عبارتند از: (1) بهينه ياب (2) مدلسازي و حل مسائل مهندسي سازه¬اي جديد به صورت يك مسئله بهينه، و (3) تحليلگر تقسيم كرد كه سازه¬هاي فولادي نيز از اين مقوله مستثني نمي¬باشند. هدف از اين پايان¬نامه در چهارچوب دو حوزه اول و با تاكيد بيشتر بر روي حوزه اول تعريف گرديده كه به ترتيب عبارتند از توسعه الگوريتمي براي مسائل بهينه سازي سازه¬اي و تعريف و مدلسازي و حل مسائل بهينه¬يابي سازه¬اي جديد، كه داراي يك فصل مشترك يعني بهينه ياب مي¬باشند. در مورد حوزه اول ابتدا يك الگوريتم فراكاوشي جديد، الگوريتم تبخير آب (Water Evaporation Optimization)، به صورت مختصر الگوريتم WEO، ابداع گرديده است. الگوريتم تبخير آب به عنوان الگوريتم فراكاوشي بنيان جمعيت جديد از دسته الگوريتم¬هاي الهام گرفته شده از پديده¬هاي فيزيكي (Physically Based) مي¬باشد كه از پديده تبخير آب از روي سطح جامد الهام گرفته شده است. ارزيابي عملكردي الگوريتم ابداعي حاكي از عملكرد مقايسه¬اي WEO با ساير الگوريتم¬هاي فراكاوشي شناخته شده از نظر دقت و نيرومندي مي¬باشد. سپس در مورد بهبود عملكردي الگوريتم¬هاي موجود ابتدا به بهبود عملكردي الگوريتم PSO به عنوان شناخته شده¬ترين الگوريتم خود سازمان پرداخته شده است. براي رسيدن به اين مهم، مكانيزم¬هاي استفاده شده در الگوريتم پرستو (Swallow Swarm Optimization) به الگوريتم PSO اضافه گرديده و تعادل بين جستجوي كلي و محلي PSO را افزايش داده و شناخته شده¬ترين نقطه ضعف الگوريتم PSO، همگرايي زودرس و دقت پايين در مسائل پيچيده، مرتفع گرديده است. بايد ذكر گردد كه اين روش بهبودي از استراتژي تركيب الگوريتم¬ها پيروي مي¬كند. در ادامه جهت كاهش هزينه محاسباتي بالاي الگوريتم پرنده فاخته (Cuckoo Search) به عنوان تنها نقطه ضعف شناخته شده الگوريتم پرنده فاخته (CS)، مكانيزمي جديد و موثر تحت عنوان مكانيزم جستجوي زير فضا ابداع گرديده است. لازم به ذكر است كه اين مكانيزم مي¬تواند در زمره روش¬هاي مربوط به استراتژي بهبود فرمولاسيون و بهبود فضاي جستجو قرار گيرد. در مورد حوزه دوم طراحي بهينه پل¬هاي مستقيم چند دهانه جعبه فلزي با عرشه بتني، و طراحي بهينه لرزه¬اي سازه¬هاي فولادي سه بعدي با تعداد طبقات متوسط با رويكرد مقايسه¬اي دو روش تحليل استاتيكي معادل و تحليل طيفي دو مسئله جديد بهينه يابي مطالعه شده مي¬باشند. نتايج حاكي از عملكرد مناسب بسته نرم افزاري توسعه داده شده در حل اين دو مسئله بهينه-يابي جديد مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: بهينه يابي سازه¬اي، الگوريتم¬هاي فراكاوشي، توسعه الگوريتمي، الگوريتم تبخير آب.

189453

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه

پروفسور علي كاوه