بهینه سازی در مهندسی عمران

مباحثی در زمینه بهینه سازی سازه ها والگوریتم های بهینه یابی درمهندسی عمران

بهینه سازی در مهندسی عمران

مباحثی در زمینه بهینه سازی سازه ها والگوریتم های بهینه یابی درمهندسی عمران

بهینه سازی  در مهندسی عمران

انسان می‌خواهد بهترین را تجسم و توصیف کرده و به آن دست یابد .اما از آنجایی که می‌داند نمی‌تواند تمام شرایط حاکم بر بهترین را به خوبی شناسایی و تعریف نماید در بیشتر موارد به جای جواب بهترین یا بهینه مطلق، به یک جواب رضایت‌بخش (وارنر2 1996،) بسنده می‌کند. هم‌چنین انسان در قضاوت عملکرد دیگران، معیار بهترین را در نظر نمی‌گیرد بلکه آنان را به صورت نسبی مورد ارزیابی قرار می‌دهد (گلدبرگ3 1989، 7). بنابراین انسان به دلیل ناتوانی خود در بهینه‌سازی، به بهبود ارزش ویژه‌ای می‌دهد.
((بهینه‌سازی به دنبال بهبود عملکرد در رسیدن به نقطه یا نقاط بهینه است ))

آخرین نظرات
نویسندگان

۴ مطلب در مهر ۱۳۹۴ ثبت شده است

۲۸
مهر

 

 الگوریتم ژنتیک به‌عنوان یکی از روشهای تصادفی بهینه یابی شناخته شده که توسط جان هلند در سال 1970 ابداع شده‌ است، در واقع الگوریتم‌های ژنتیک از اصول انتخاب طبیعی داروین برای یافتن فرمول بهینه جهت پیش‌بینی یا تطبیق الگو استفاده می‌کنند.

 این الگوریتم همانطور که از نام آن پیداست از توارث صفات والدین به فرزندان به وسیله ترکیب کروموزوم های والدین ایده می گیرد. بدین طریق که تعدادی کروموزوم تولید، بعد آن ها را ترکیب کرده و کروموزوم جدیدی ایجاد می کنند و از آنجا که والدین قوی (به طور کلی) به احتمال بیشتری فرزندان قوی تولید می کنند از ترکیب کروموزوم های قوی ، می توان به کروموزوم های قوی تر دست پیدا کرد، برای شروع کار یک جمعیت از فضای جسجورا انتخاب کرده و با توجه به تابع هدف شروع به جستجو می نمایند، جواب مساله به شکل کروموزوم  که خود شامل یک رشته از عددها و نمادها می باشد، نمایش داده می شود. دو عامل تقاطع (Crossover) و جهش (Mutation) در جهت رسیدن به جواب بهینه در مساله مداخله می کنند این دو عامل (تقاطع و جهش) با توجه به ارزش گذاری کروموزوم ها، بهترین ها را نسل به نسل انتقال می دهند تا جواب بهینه بدست آید.

مقایسه الگوریتم ژنتیک :

  1. الگوریتم ژ نتیک همزمان با یک مجموعه از نقاط جستجو می کند نه با یک نقطه تنها.

  2. الگوریتم ژنتیک از قوانین احتمالی پیروی می کند نه قوانین طبیعی

  3. الگوریتم ژنتیک بر روی یک مجموعه از خواص کد شده عمل می کند و نه بر روی مقادیر اصلی آن ها( به جزء در مواردی که از نمایش حقیقی در رشته ها استفاده شود)

  4. الگوریتم ژنتیک به مشتق گیری یا هر گونه اطلاعات کمکی نیاز ندارد و تنها تابع هدف و شیوه تعیین برازش از اطلاعات خام ، جهت جستجو را مشخص می کنند.

      دانلود : الگوریتم ژنتیک  - Genetic Algorithm

      برچسب :الگوریتم ژنتیک چیست؟ - عملگرهای یک الگوریتم ژنتیک - فلو چارت این الگوریتم

  • tohid ghanbari
۱۹
مهر

 مسائل بهینه سازی و مسائلی از جمله برنامه ریزی خطی که در مهندسی با آن سروکار داریم را می توان براحتی با Excel حل نمود ، بدین معنی که با استفاده از امکانات جانبی نرم افزار Excel وبا فعال سازی  Solver که یک Add-In می‌باشد مسائل بهینه سازی خطی را براحتی می توان انجام داد.

   دانلود : فایل پاورپوینت  - Excel Solver

   برچسب : نمونه مسائل برنامه ریزی خطی

  • tohid ghanbari
۰۸
مهر

الگوریتم توده ذرات که به نام انگلیسی Particle Swarm Optimization معروف است یا به اختصار به آن PSO هم می گویند برگرفته از تجمع انبوهی از ذرات است، به این معنی از حرکت دسته جمعی پرندگانٰ، ماهی ها و … الهام گرفته است. در حرکت جمعی هر جز خود هوشمندی ندارد ولی رفتار گروه یک هوشمندی رو دنبال دارد.

یکی از روش های مطرح در زمینه بهینه سازی، الگوریتم ازدحام ذرات می باشد. این روش در سال 1995 برای اولین بار توسط کندی و ابرهارت ارائه گردید. این الگوریتم از رفتارهای اجتماعی یک دسته از پرندگان و گروهی از ماهی ها در یافتن غذا الهام گرفته شده است(کندی و ابرهارت، 1995). اساس این الگوریتم بر تکرار جستجو در محیط مسئله توسط جمعیت تصادفی می باشد که در هر تکرار ،تابع شایستگی مورد ارزیابی قرار می گیرد و سپس بهترین موقعیت هر پرنده و بهترین موقعیت تمام پرندگان در آن نسل در دو حافظه(بهترین موقعیت محلی ، بهترین موقعیت کلی ) قرار می گیرند،سپس در نسل بعد جمعیت جدیدی جایگزین جمعیت قبلی می شود و در این نسل نیز بهترین موقعیت محلی و بهترین موقعیت کلی با آنچه در نسل قبلی بدست آمد مورد مقایسه قرار می گیرد. در واقع حرکت پرندگان در این الگوریتم به دو عامل حرکت فردی و حرکت جمعی وابسته است.

ترکیب این دو حرکت منجر به ایجاد یک مدل کار آمد جهت یافتن بهترین نقطه هدف در مسائل بهینه سازی می شود. اگر پرندگان فقط به حرکت فردی توجه کنند، بزودی گروه یا دسته آنها از هم پاشیده و هر کدام به سمتی خواهند رفت و اگر آنها فقط بدنبال بهترین فرد گروه حرکت کنند ، ممکن است آنها راه را گم کرده و یا در مینیمم های محلی گرفتار شوند و یا دیر به مقصد برسند.

  • tohid ghanbari
۰۷
مهر

زی و استیون در سال 1993 در مقاله خود تحت عنوان  « یک روش تکاملی ساده برای بهینه سازی سازه ای » مقدمات روش ESO را پایه ریزی کردند ودر سال 1995 هینتون و سینز توانستند در ادامه کار زی و استیون روش دیگری برای حذف المان با کاهش مدول الاستیسیته آن ارایه دهند ودر نهایت کوارن در سال 1997 در رساله دکتری خود روش ESO  را مطرح نمود .

ویژگی مهم روش ESO آن است  در عین حال که نتایج قابل اعتماد ارایه می دهد به آسانی قابل درک و یادگیری می باشد،آن چه که حائز توجه است  این که تمام جنبه های رفتاری سازه می تواند درمفهوم  ESO گنجانده شود، البته در این روش قید ها می توانند بر مبنای تنش ، سختی ، جابجایی ، فرکانس و غیره ... .باشند.

جهت اعمال روش ESO ابتدا فضای طراحی را به تعداد معینی از المان ها تقسیم کرده و پس از تعیین شرایط مرزی و بارگذاری،مسئله به صورت المان محدود تحلیل می گردد، سپس مقدار معیارمورد نظر با توجه به نوع مسئله توسط طراح تعیین می گردد، برای هر یک از المانها محاسبه می شود که  ساده ترین روش معیار حذف المان  بر اساس سطح تنش محلی است ودرنتیجه با حذف تدریجی المان ها با سطح تنش کمتر ، سطح تنش در سازه جدید یکنواخت و یکنواخت تر می شود.

کاربردهای ESO

از جمله کاربردهای روشESO  در زمینه های مختلف بهینه سازی توپولوژیکی، می توان به مواردی از قبیل مسائل کمانش ، مسائل فرکانس طبیعی و مسائل با قید جابجایی اشاره کرد،این روش توانایی خود را در بهینه سازی توپولوژیکی مسائل حرارتی نیز بخوبی اثبات کرده است . ازمهمترین موارد قابل ذکر

می توان به ارائه روش بهینه سازی تکاملی افزاینده در سازه ها موسوم به AESO و بهینه سازی تکاملی دو سویه در سازه ها که موسوم به روش BESO  می باشد اشاره نمود.          

  دانلود :پاورپوینت ESO 

 

  • tohid ghanbari