الگوریتم فراکاوشی جدید باززایش طبیعی جنگل برای طراحی بهینهی سازههای اسکلتی
First Statement of Responsibility
/حسین معز
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: عمران
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۴
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی عمران- سازه
Date of degree
۱۳۹۵/۰۲/۲۱
Body granting the degree
تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
افزایش روزافزون تقاضا برای مدلسازی سازههای پیچیده و بزرگمقیاس در جامعه مهندسی از طرفی و مسائل اقتصادی و بحثهای زیستمحیطی در خصوص تأمین مصالح از طرفی دیگر، بهینهسازی سازهها را به یکی از زمینههای تحقیقاتی فعال در حوزه الگوریتمهای بهینهیابی و کاربردهای مهندسی آنها تبدیل کرده است .در این میان، استفاده از روشهای فراکاوشی ،با توجه به خصوصیاتی که دارند، بهعنوان یک ابزار قوی در طراحی بهینهی سازهها رواج یافته است .جهت فائق آمدن بر مسائل بهینهسازی بزرگمقیاس، در این رساله یک روش بهینهیابی مؤثر مبتنی بر طبیعت ارائه و به نام باز زایش طبیعی جنگل نامگذاری شده است .این الگوریتم از رفتار گیاهان و درختها در برابر تغییرات آبوهوا الهام گرفته و با فرایند رشد و نگهداری جنگل، شامل بذرپاشی، رویش نهال و قطع درختان ضعیف تلفیق شده است .جنبههای کاوش و بهرهوری الگوریتم به کمک فرایندهای بذرپاشی تصادفی و کاهش شعاع پاشش بذر در تکرارهای الگوریتم، تقویت شده است .این الگوریتم توسط مثالهای شناختهشده محک زدهشده است و کاربرد این الگوریتم برای بهینهسازی خرپاهای بزرگمقیاس نیز به نمایش درآمده است .در این رساله، روش سیستم ذرات باردار مورد مطالعه قرارگرفته و ضمن نمایش کاربرد آن در طراحی بهینهی قابها، با اعمال اندکی تغییرات در این الگوریتم شناختهشده، جوابهای قابلقبولی برای طراحی بهینه و مثالهای بزرگمقیاس بهدستآمده است .در تمامی روشهای بهینهیابی فراکاوشی جهت تعیین تابع هدف، لازم است سازه به ازای تمامی تکرارهای مسئله و بهاندازه جمعیت موردنظر در الگوریتم، تحلیل شود .با توجه به زمان کامپیوتری موردنیاز برای تحلیل سازهها، مخصوصا در سازههای بزرگمقیاس، فرایند بهینهیابی سازهها، نسبت به سایر مسائل بهینهیابی، پرهزینهتر است .هرچند در سالهای اخیر پیشرفتهای فراوانی برای ارتقاء الگوریتمهای بهینهیابی انجامشده و الگوریتمهایی با تعداد تکرار به نسبت کم و سرعت مناسب طراحیشدهاند ولی کماکان استفاده از روشهای مناسب برای کاهش زمان تحلیل سازه ضروری به نظر مارسد .علیالخصوص در مواردی که تحلیل مرتبه دوم یا تحلیلهای غیرخطی موردنیاز باشد .در این رساله روشهایی برای بهینه کردن تحلیلها موردبررسی و استفاده قرارگرفته است
Text of Note
Optimal design of structures is one of the most active fields in structural engineering. Design optimization of structures is a nonlinear problem and metaheuristic algorithms because of their characteristics, are widely used for these problems. In this thesis, in order to overcome the large scale optimization problems, a new metaheuristic optimization algorithm is developed. This algorithm is inspired by the natural behavior of the forests, against the rapidly changing environment. This phenomenon is combined with natural regeneration of forest and a simple but powerful optimization technique is developed which is called Natural Forest Regeneration (NFR). Some well-studied benchmark optimization problems consisting of mathematical, engineering and structural benchmark examples are investigated and the results of the NRF are compared with those of some previously published algorithms. The well-known optimization algorithm, Charged System Search, is although investigated and a modified version, named Scaled CSS (SCSS) is introduced and utilized for optimum design of frame structures. In order to overcome the large scale optimum design problems, where the structure should be analyzed thousand of times, optimal analysis and re-analysis techniques are employed as powerful tools to reduce the computational time for optimal design of these structures