-
شماره ركورد
27634
-
پديد آورنده
سيد ميلاد حسيني
-
عنوان
توسعه يك روش فراكاوشي موثر براي طراحي بهينه سازههاي پيچيده غيرمتعارف
-
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي (PhD)
-
رشته تحصيلي
مهندسي عمران-سازه
-
سال تحصيل
1401-1402
-
تاريخ دفاع
1401/10/03
-
استاد راهنما
دكتر علي كاوه
-
دانشكده
مهندسي عمران
-
چكيده
بهينه سازي فرآيندي است كه در طي آن بهينه ياب تلاش مي كند تا بهترين جواب قابل قبول مسئله بهينه سازي را با در نظر گرفتن قيود طراحي حاكم بر مسئله به دست آورد. در سال هاي اوليه، پژوهشگران بيشتر در تلاش بودند تا با استفاده از يك روش بهينه سازي با حل دقيق، مسائل بهينه سازي مختلف را حل نمايند. ليكن امروزه با پيچيده تر شدن مسائل حوزه بهينه سازي (افزايش تعداد متغيرهاي طراحي و يا بزرگ شدن اندازه مسئله) و نيز عدم كارايي روش هاي مبتني بر گراديان، بيشتر تلاش محققين معطوف به روش هاي فراكاوشي مي باشد. از اين رو رشد موفقيت آميز و كارآمد از الگوريتم هاي فراكاوشي در سال هاي اخير چشم گير بوده است. طبق تئوري NFL، هيچ الگوريتم فراكاوشي قادر نخواهد بود تمامي مسائل بهينه يابي حوزه هاي مختلف را به طور كارآمد حل نمايند و تنها قادر به حل موثر طيف محدودي از مسائلي كه براي آن طراحي شده، مي باشد. از اين رو قضيه ي NFL محققين بسياري را تشويق به ارائه روش هاي فراكاوشي موثر براي حل مسائل بهينه سازي در حوزههاي تحقيقاتي مختلف از جمله مهندسي سازه مي نمايد.
در اين رساله به منظور دست يابي به طرح بهينه انواع سازه هاي فولادي دو فاز مطالعاتي مد نظر قرار مي گيرد. در فاز اول، به توسعه روش هاي فراكاوشي جديد و بهبود عملكرد روش هاي فراكاوشي موجود پرداخته مي شود. به منظور توسعه روش هاي فراكاوشي جديد از قوانين فيزيك به عنوان منبع الهام استفاده مي شود و الگوريتم هاي نوين PGO و DE-MEDT ارائه مي شوند. الگوريتم PGO و DE-MEDT به ترتيب از پديده هاي فيزيكي تشكيل پلاسما در فيزيك كوانتومي و اثر دوپلر با مكانيزمي از حد فاصله اقليدسي ميانگين الهام گيري شده اند. در مورد بهبود عملكردي الگوريتم هاي موجود، با بررسي نقاط قوت و ضعف الگوريتم هاي فراكاوشي BA و Jaya، دو الگوريتم بهبوديافته IBA-DE بر اساس پديده اثر دوپلر و IS-Jaya بر اساس فرآيند مخلوط كردن ارائه ميشوند. در فاز دوم از رساله حاضر مسائلي از دسته سازه هاي فولادي به عنوان مسائل آزمايش جهت ارزيابي روش هاي پيشنهادي مدل سازي مي گردد. سازه هاي خرپايي و قابي بنچمارك كوچك و بزرگ مقياس، سازه هاي فضاكار (نوعي از سازه هاي فولادي داراي هندسه پيچيده) نظير شبكه ها، گنبدها، چليك ها و نيز چليك هاي فضاكار كابلي (در زمره سازه هاي پيچيده غيرمتعارف) از جمله سازه هاي فولادي هستند كه در رساله حاضر به جهت ارزيابي عملكرد روش هاي پيشنهادي بهينه مي گردند. مقايسه نتايج به دست آمده توسط روش هاي پيشنهادي با ساير روش هاي موجود در ادبيات بهينه سازي سازه اي نشان دهنده عملكرد مناسب الگوريتم هاي پيشنهادي در حل مسائل مورد بررسي است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/10/10
-
عنوان به انگليسي
Development of an Efficient Metaheuristic Algorithm for Optimal Design of Special Structures
-
تاريخ بهره برداري
12/24/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سيد ميلاد حسيني
-
چكيده به لاتين
Optimization is a process in which the optimizer is attempt to find the best-optimized solution that fulfills all design requirements. In past decades, researchers attempt to solve optimization problems using a mathematical-based optimization technique, such as a gradient-based algorithm. However, in recent years, with increasing the complexity of the optimization problems and inefficiency of gradient-based methods, metaheuristic optimizers as probabilistic solvers have become popular among researchers and scientists due to their capability of exploring and finding promising regions in the search space at an affordable computational time. Thus, the successful growth of these types of optimization methods has been impressive. According to the NFL theorem, there is no metaheuristic algorithm well suited for all types of problems. In this regard, the NFL theorem encourages many researchers to develop effective and efficient metaheuristics for each field of engineering, such as structural engineering.
In this thesis, to achieve optimal design of different types of steel structures, two research phases are considered. In the first phase, new metaheuristic algorithms and improved variants of existing metaheuristics are proposed. To develop new metaheuristics, physics rules are selected as the source of inspiration and two novel metaheuristics named PGO and DE-MEDT are proposed. PGO and DE-MEDT algorithms are respectively inspired by plasma generation in quantum physics and Doppler Effect combined with the mean Euclidian distance threshold. In association with the improved version of existing algorithms, by examining the strengths and weaknesses of BA and Jaya algorithms, two improved variants of these algorithms namely IBA-DE based on the Doppler Effect phenomenon and IS-Jaya based on the shuffling process are presented. In the second phase of the current thesis, different types of steel structures are modeled to evaluate the performance of the proposed algorithms in terms of robustness and convergence rate. Benchmark trusses and frames, grids, domes, barrel vaults, and cable-equipped barrel vaults are the structures that are optimized using the proposed methods. Comparing the optimization results obtained by the proposed methods with those of other methods found in the literature indicate the suitable performance of the proposed optimizers for the optimal design of the considered steel structures.
-
كليدواژه هاي فارسي
طراحي بهينه سازه ها , الگوريتم هاي فراكاوشي , سازه هاي اسكلتي و كابلي , الگوريتم تشكيل پلاسما , الگوريتم اثر دوپلر
-
كليدواژه هاي لاتين
Optimal design of structures , Metaheuristic algorithms , Skeletal and cable structures , Plasma Generation Optimization , Doppler Effect
-
Author
Seyed Milad Hosseini
-
SuperVisor
Prof. Ali Kaveh
-
لينک به اين مدرک :