نقش هوش مصنوعی و روشهای عددی در بهینه سازی طراحی سازه ها

طراحی بهینه سازه ها در مهندسی عمران با چالش های پیچیده ای همچون نیاز به دقت بالا، کاهش زمان و هزینه های محاسباتی و ملاحظات زیست محیطی روبه روست. این پژوهش با ترکیب هوش مصنوعی (AI) و روشهای عددی راهکاری نوین برای غلبه بر این چالش ها ارائه می دهد. روش های عددی مانند المان محدود (FEM) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در کنار تکنیک های هوش مصنوعی نظیر شبکه های عصبی مصنوعی (ANN)، الگوریتم ژنتیک (GA) و ازدحام ذرات (PSO) در قالب یک چارچوب ترکیبی به کار گرفته شدند. نتایج نشان داد که ادغام ANN با FEM زمان تحلیل دینامیکی سازه ها را تا ۶۰ درصد کاهش می دهد در حالی که ترکیب GA با CFD مصرف مصالح را تا ۲۵ درصد بهینه می کند، همچنین مدل ترکیبی FEM-ANN خطای پیش بینی رفتار خستگی فولاد را از ۱۲٫۵ MPa به ۴٫۸ MPa تقلیل داد. این پژوهش علاوه بر کاهش هزینه های پروژه های عمرانی، نقش کلیدی در افزایش ایمنی سازه ها و دستیابی به اهداف توسعه پایدار ایفا می کند. چالش های اصلی شناسایی شده شامل نیاز به داده های آموزشی حجیم، محدودیت های سخت افزاری و مسائل اخلاقی مرتبط با کاهش نقش مهندسان بود. راهکارهای پیشنهادی، توسعه الگوریتم های سبک وزن و ایجاد پایگاه های داده باز را برای تسهیل استفاده عملی از این فناوری ها شامل می شود.

کلیدواژه ها:

هوش مصنوعی ، روشهای عددی ، بهینه سازی سازه ، مهندسی عمران