بررسی مقایسه ای کاربرد روش های بهینه سازی فراابتکاری در شناسایی مدل های غیر خطی هیسترزیس بوک-ون

بطور کلی، خطاهای موجود در مدلسازی باعث عدم تطبیق نتایج حاصل از آزمایش و مدل عددی المان محدود می شوند. به همین منظور، به روزرسانی مدل المان محدود با هدف شناسایی ویژگی های دینامیکی واقعی سازه، بررسی و برآورد عیوب احتمالی سازه و درنهایت تطبیق رفتار مدل عددی و سازه واقعی انجام می شود و به عنوان یک مسئله بهینه سازی، پارامترهای مجهول مدل شناسایی و پارامترهای دارای عدم قطعیت اصلاح می شوند. تعریف یک تابع هدف مناسب، مشخص کردن پارامترهای به روز شونده و تعیین یک روش بهینه سازی کارآمد، سه گام اصلی یک مسئله به روز رسانی مدل می باشد. از طرفی در اغلب موارد به دلیل اعمال نیروهای رفت و برگشتی (مانند زلزله) به یک سازه، معمولا اعضا از ناحیه خطی خارج شده و با تجربه تغییر شکل های زیاد وارد ناحیه غیرخطی خود می شوند. در این پژوهش از مدل غیرخطی هیسترزیس بوک-ون به عنوان یک مدل متداول به منظور مدلسازی رفتار سازه در ناحیه غیرخطی استفاده شده است. در این مطالعه و به منظور به روزرسانی رفتار سازه با درنظرگرفتن مشخصات غیرخطی از الگوریتم های فراابتکاری بهینه سازی چرخه آب، ازدحام ذرات، رقابت استعماری و تکامل تفاضلی بصورت مقایسه ای استفاده شده و برنامه نویسی های مورد نیاز در محیط نرم افزار MATLAB انجام شده و با استفاده از نرم افزار OpenSees جهت مدلسازی رفتار غیرخطی، توابع هدف موثر ارتقا داده شده است. یکی از اهداف این پژوهش مقایسه عملکرد الگوریتم های بهینه سازی ذکر شده از حیث هزینه محاسباتی، دقت آنالیز و نرخ همگرایی پاسخ ها می باشد که با اعمال قیود و شروط متنوع، مرحله به مرحله بهینه سازی و شناسایی سیستم برای بهینه ساز سخت تر شده و در نهایت ماحصل این پژوهش، برتری مطلق الگوریتم بهینه سازی تکامل تفاضلی در مواجهه با اینگونه از مسایل بهینه سازی می باشد.

کلیدواژه ها:

شناسایی پارامترهای سازه ، الگوریتم های بهینه سازی فراابتکاری ، مدل غیر خطی هیسترزیس ، مدل بوک-ون.