الگوريتم فراكاوشي سيستم ذرات مرتعش پيشرفته براي بهينه سازي سازه هاي خرپايي و استفاده از آناليز حساسيت و نظريه ي آشفته براي ارتقاي عملكرد آن

كارشناسي ارشد

امروزه با كاهش منابع انرژي، مهندسان تلاش مي‌كنند تا سيستم‌هاي سازه اي را طراحي كنند كه تا حد امكان اقتصادي و در عين حال در برابر الزامات عملكردي كه در طول عمر خدمت آن‌ها ايجاد مي‌شود، مقاومت كنند؛ به اين نوع طراحي، طراحي بهينه گفته مي شود. نياز به طراحي بهينه ي سيستم هاي سازه اي حجيم نظير سازه هاي فضاكار به دليل داشتن مقاطع زياد و استقبال روزافزون كارفرمايان، مهندسين عمران و معماري از اين سازه ها كه به علت ويژگي هاي خاص اين سازه ها ايجاد شده است، بيش از پيش احساس مي شود. در دنياي پرسرعت امروز روش هاي كلاسيك آزمون و خطا براي دستيابي به چنين طرح هاي بهينه اي، به اندازه ي كافي سريع نيستند. يكي از روش هاي سريع كه در سال هاي اخير براي حل اينگونه مسائل ارائه شده است، روش جستجوي تصادفي در فضاي راه حل است، كه به آن ها روش هاي فراابتكاري گفته مي شود. در اين پايان نامه از روشي مبتني بر الگوريتم فراابتكاري سيستم ذرات مرتعش (VPS) استفاده خواهد شد تا نسخه ي پيشرفته اي از اين الگوريتم با نام سيستم ذرات مرتعش پيشرفته (IVPS) ارائه شود و از آن و الگوريتم سيستم ذرات مرتعش اصلاح شده (EVPS) براي طراحي بهينه ي سازه هاي خرپايي در ابعاد و تحت الزامات طراحي مختلف، استفاده خواهد شد. الگوريتم سيستم ذرات مرتعش يك الگوريتم فراكاوشي جديد مبتني بر ارتعاش آزاد سيستم هاي يك درجه آزادي است. در نسخه ي پيشرفته ي اين الگوريتم (يعني الگوريتم IVPS) سعي شده است تا در ادامه ي اصلاحاتي كه در الگوريتم EVPS انجام شده، تغييراتي با هدف كاهش پارامترهاي تنظيمي اين الگوريتم ايجاد شود تا تاثير مقداردهي اوليه ي اين پارامترها در عملكرد اين الگوريتم كاهش پيدا كند. در اين تحقيق با الگوريتم پيشنهادي به بهينه سازي سازه هاي خرپايي در ابعاد و با پيكربندي هاي مختلف، بهينه سازي سازه هاي فضاكار دولايه و برج هاي انتقال نيرو؛ تحت الزامات طراحي مختلفي همچون فركانسي، تنشي، تغييرمكاني و كمانشي اقدام خواهد شد. نتايج نشان مي دهند كه نسخه ي پيشرفته الگوريتم سيستم ذرات مرتعش (IVPS) نسبت به ديگر نسخه هاي اين الگوريتم (يعني VPS و EVPS) عملكرد بهتري داشته و نتايجي نزديك به نتايج الگوريتم هاي قدرتمند كسب كرده است. همچنين براي رسيدن به بهترين عملكرد نسخه ي پيشنهادي (IVPS)، سعي شده است تا با آناليز حساسيت بر روي پارامترهاي تنظيمي آن، بهترين مقادير براي اين پارامترها را بيابيم. همچنين با گنجاندن نقشه هاي آشفته به جاي پارامترها يا اپراتورهاي ايجاد اعداد تصادفي؛ كاربرد اين رويكرد نوين (تئوري آشفته)، در بهبود عملكرد الگوريتم پيشنهادي سنجيده شده است.

206849

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران گرايش زلزله

دكتر علي كاوه