بهبود عملکردی الگوریتم تبخیر آب با رویکرد ترکیبی با الگوریتم جستجوی هارمونی و ارزیابی آن در مسائل بهینه یابی سازه ای (طراحی بهینه سازه های اسکلتی فولادی)

مسئله بهینه سازی سازه ای را می توان به سه حوزه باز برای برای تحقیق که به ترتیب عبارتند از: (1) بهینه یاب (2) مدلسازی و حل مسائل مهندسی سازه ای جدید به صورت یک مسئله بهینه، و (3) تحلیلگر تقسیم کرد که سازه های فولادی نیز از این مقوله مستثنی نمی باشند. هدف از این مقاله در چهارچوب حوزه اول تعریف گردیده که عبارت است از توسعه الگوریتمی با رویکرد بهبود عملکردی الگوریتم های موجود. اخیرا یک الگوریتم فراکاوشی جدید، الگوریتم تبخیر آب (Water Evaporation Optimization)، به صورت مختصر الگوریتم WEO، ابداع گردیده است که به عنوان الگوریتم فراکاوشی بنیان جمعیت جدید از دسته الگوریتم های الهام گرفته شده از پدیده های فیزیکی (Physically Based) می باشد که از پدیده تبخیر آب از روی سطح جامد الهام گرفته شده است. براساس ادبیات فنی موجود، ارزیابی عملکردی این الگوریتم حاکی از عملکرد مقایسه ای WEO با سایر الگوریتم های فراکاوشی شناخته شده از نظر دقت و نیرومندی و در عین حال سرعت همگرایی کمتر می باشد. از این رو جهت بهبود عملکردی این الگوریتم مکانیزم های استفاده شده در الگوریتم جستجوی هارمونی (Harmony Search) به آن اضافه گردیده و تعادل بین جستجوی کلی و محلی WEO را افزایش داده و شناخته شده ترین نقطه ضعف الگوریتم یعنی سرعت همگرایی پایین، مرتفع گردیده است. جهت ارزیابی عملکرد الگوریتم ترکیبی توسعه داده شده بررسی ها بر روی طراحی بهینه دو دسته از سازه های اسکلتی فولادی با متغیرهای طراحی پیوسته و گسسته، به ترتیب شامل خرپاهای سه بعدی 25 و 120 عضوی و قاب های خمشی فولادی دو بعدی 15 و 24 طبقه صورت گرفته است. نتایج کلی از عملکرد مناسب الگوریتم توسعه داده شده در حل مسائل بهینه یابی سازه ای پیوسته و گسسته می باشد به گونه ای که می توان الگوریتم ترکیبی توسعه داده شده را برای حل سایر مسائل بهینه یابی مهندسی پیشنهاد داد.

کلیدواژه ها:

سازه اسکلتی فولادی ، بهینه سازی سازه ای ، متاهیوریستیک ، الگوریتم تبخیر آب ، الگوریتم جستجوی هارمونی ، استراتژی ترکیب هارمونی ، استراتژی ترکیب الگوریتم ها