روش های پیشرفته بهینه سازی در طراحی و کنترل عملکرد سازه ها

این پژوهش به بررسی و مقایسه عملکرد سه الگوریتم بهینه سازی پرکاربرد شامل الگوریتم ژنتیک (GA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم NSGA-II در طراحی سازه های مهندسی پرداخته است. هدف اصلی این مطالعه ارزیابی کارایی هر یک از این الگوریتم ها در بهینه سازی چندهدفه سازه ها با در نظر گرفتن شاخص هایی چون وزن سازه، هزینه ساخت، ایمنی سازه، زمان اجرای پروژه و پایداری در برابر بارگذاری های دینامیکی مانند زلزله و باد است. نتایج تحقیق نشان داد که الگوریتم NSGA-II در تمامی این شاخص ها به طور چشمگیری نسبت به الگوریتم های ژنتیک و PSO عملکرد بهتری داشت. این الگوریتم توانست کمترین وزن سازه (۸۳۰۰ کیلوگرم) و هزینه ساخت (۱۲.۱ میلیون تومان) را ارائه دهد و در عین حال بالاترین ضریب ایمنی (۱.۶) را برای سازه ها تامین کند. علاوه بر این، زمان اجرای پروژه با استفاده از NSGA-II نیز با ۱۱۰ روز نسبت به الگوریتم های ژنتیک (۱۲۰ روز) و PSO (۱۱۵ روز) سریع تر بود. در بخش پایداری در برابر زلزله، NSGA-II با پایداری ۸۸% به عنوان کاراترین الگوریتم شناخته شد. ارزیابی حساسیت نشان داد که الگوریتم NSGA-II در کاهش ضخامت تیرها، کاهش زاویه انحراف و کاهش جابه جایی جانبی نتایج بهتری ارائه کرده است. این موارد به ویژه در طراحی سازه ها برای مقاومت در برابر بارهای دینامیکی از اهمیت ویژه ای برخوردارند. به طور کلی، الگوریتم NSGA-II با بهینه سازی بهتر این شاخص ها، تعادل مناسبی میان عملکردهای مختلف به دست آورد.

کلیدواژه ها:

: بهینه سازی چندهدفه ، طراحی سازه های مهندسی ، وزن سازه ، هزینه ساخت ، ایمنی سازه