differential evolution algorithm
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
دمای ورودی به نازل موتور توربینی یکی از پارامتر های تاثیرگذار در افزایش نیروی رانش تولید شده است در نتیجه استفاده از روش هایی برای افزایش دمای ورودی نازل ضروری است. خنک کاری برخوردی یکی از این روش ها بوده که با انتقال هوای خنک تر و سپس عبور از جت هایی به دیواره داغ نازل برخورد می کند و موجب جذب گرمای دیواره نازل می شود. در مقاله حاضر بهینه سازی سیستم خنک کاری برخوردی به صورت سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه مورد مطالعه دیوارهای انتهایی نازل می باشد که به صورت صفحه تخت است. این صفحه شامل سوراخ های خنک کاری با سطح مقطع دایره ای است. طراحی بهینه برای یافتن اندازه قطر سوراخ ها و فواصل بین آنها می باشد. با ایجاد ارتباط بین نرم افزار و کد توسعه داده شده با زبان برنامه نویسی C، هندسه های مختلف برای بهینه سازی سوراخ ها با تعیین قیدهای مناسب به صورت خودکار تولید شده و طراحی بهینه می گردد. بهینه سازی از نوع چندهدفه است و الگوریتم بهینه سازی تکامل تفاضلی می باشد. هدف از بهینه سازی رسیدن به دمایی نسبتا یکنواخت و همچنین کمتر از دمای بیشینه مجاز در دیوار نازل است. نتایج بهینه سازی چندهدفه بصورت نمودار پارتو ارائه شده است.کلید واژگان: موتور توربوفن، نازل دوبعدی، خنک کاری برخوردی، الگوریتم تکامل تفاضلی، طراحی بهینهThe inlet temperature to the nozzle of the turbine engine is one of the most influential parameters in increasing the thrust, Therefore it is necessary to use methods to increase the inlet temperature of the nozzle. impingement cooling is one of these methods, which by passing cooler air and then passing through jets, hits the hot wall of the nozzle and causes the heat of the nozzle wall to be absorbed. In this article, the optimization of impingement cooling system has been investigated in three dimensions. The studied geometry is the end walls of the nozzle, which is in the form of a flat plate. This plate includes cooling holes with a circular cross-section. The optimum design is to find the diameter and distances between of the holes. With coupling of software and the code developed with C programming language, different geometries for hole optimization are generated automatically by determining the appropriate constraints and the design is optimized. The optimization is multi-objective and the optimization algorithm is differential evolution. The goal of optimization is to reach a relatively uniform temperature and also temprature lower than the maximum temperature allowed in the nozzle wall. The results of multi-objective optimization are presented as a Pareto front.Keywords: Turbofan, 2D Nozzle, Impingement Cooling, Differential Evolution Algorithm, Optimum Design
-
مجله هیدرولیک، سال نوزدهم شماره 1 (بهار 1403)، صص 101 -118
با توجه به اینکه در حال حاضر هدررفت آب یک نگرانی جهانی است و از طرف دیگر تقاضا برای آب در حال افزایش است، این مساله مدیریت تقاضا و اصلاح الگوی مصرف را ضروری ساخته است. یکی از اجزاء مهم آب بدون درآمد، نشت موجود در شبکه آبرسانی بوده و از اقدامات ضروری به منظور کاهش آب بدون درآمد و مدیریت مصرف، نشت یابی است. در این پژوهش، یک فرمول بندی بهینه سازی به منظور نشت یابی در شبکه های آب با فرض عدم اطلاع از تعداد نشت ها و داده های حاصل از اندازه گیری فشار توسعه داده شده است و مساله با الگوریتم تکامل تفاضلی حل شده است. عملکرد مدل توسعه داده شده با تعریف سناریوهای مختلف از نظر موقعیت، میزان و تعداد نشت مورد بررسی قرار گرفته و ابتدا سناریوهای مکان یابی از نظر تعداد و میزان نشت شامل یک، ده و بیست نشت همزمان بررسی شد و پس از آن مدل توسعه داده شده برای سناریوهای مکان یابی با تعداد نشت نامعلوم و همچنین عدم قطعیت نیازهای گرهی اجرا شدند. نتایج نشان داد موفقیت مدل در حالت قطعیت داده های ورودی و وجود یک گره، 100% بوده و با درنظرگیری تغییرات ساعتی نیاز گرهی و با افزایش تعداد نشت ها، میزان موفقیت مدل در یافتن محل نشت به ترتیب 95% و 94/5% بدست آمده است. در سناریوهایی با تعداد نشت ها مجهول، موفقیت مدل برای پیدا کردن تعداد نشت 94% بدست می آید. موفقیت مدل در حالت عدم قطعیت نیازهای گرهی با تعداد نشت معلوم، با افزایش نشت تا 91% و با تعداد نشت مجهول تا 86% می رسد.
کلید واژگان: نشت یابی، عدم قطعیت، نشت مجهول، الگوریتم تکامل تفاضلی، شبکه های توزیع آبJournal of Hydraulics, Volume:19 Issue: 1, 2024, PP 101 -118Water supply networks are one of the most important urban infrastructures for supplying water. Considering that currently water wastage is a global concern and on the other hand the demand for water is increasing, this issue has made it necessary to manage the demand and modify the consumption pattern. One of the important components of non-revenue water is leakage in the water supply network, and leak detection is one of the necessary measures to reduce non-revenue water and manage consumption. In this research, an optimization formulation has been developed for the purpose of leak detection in water networks assuming the lack of information on the number of leaks and pressure measurement data, and the search problem has been solved with the differential evolution algorithm. The performance of the developed model has been investigated by defining different scenarios in terms of location, amount and number of leaks. First, the location scenarios were examined in terms of the number and amount of leaks, including one, ten, and twenty leaks at the same time, and then the developed model was implemented for location scenarios with an unknown number of leaks and the uncertainty of nodal needs. The results showed that the success of the model in the case of the certainty of the input data and the existence of a node is 100%, and by considering the hourly changes in the nodal demand and increasing the number of leaks up to ten and twenty leak nodes, the success rate of the model in finding the exact leak points is 95% and 94.5% has been obtained. In the scenarios where the number of leaks was considered unknown, the success of the model to find the number of leaks is 94%. The success of the model in the case of uncertainty of nodal requirements with the number of known leaks reaches 91% with the increase of leaks and 86% with the number of unknown leaks.
Keywords: Leak Detection, Uncertainty, Unknown Leakage, Differential Evolution Algorithm, Water Distribution Networks -
Block chain technology, known by popular crypto currencies mainly Bitcoin, is widely used in several fields, not only in the financial sector but also in the healthcare industry as well as supply chain management sectors. To produce an efficient block chain, consensus algorithms are an essential part of it. Proof of Work (POW) and Proof of Stake (POS) protocols are widely used in many block chain networks such as Bitcoin, Ethereum, and Litecoin. Block size optimization solves the trade-off between maximum revenue and becomes an alternative payment system. In this research, differential evolution algorithm was used to determine the size of the blocks. The simulation of this research has been done in MATLAB environment. In order to evaluate the proposed method, two scenarios of the number of miners and the type of request have been used. In this research, statistical criteria have been used to evaluate the proposed method. The criteria used in this research include maximum, minimum, average and standard deviation criteria. The results showed that in the scenario of the number of miners, the best answer was obtained in the case where the number of miners was equal to 3. In the request type scenario, the dependency of the requests has been checked. In this case, requests are considered dependent and non-dependent. The results showed that in the non-dependency mode, the request processing time has decreased because in this mode the requests can be executed simultaneously with each othe. in the dependency mode, the requests have priority over each other. In this case until the desired request is not executed, the next request cannot be executed.Keywords: Block chain technology, Bitcoin, block chain, Proof of Work, Differential evolution algorithm
-
هدف
عدم توانایی بانک ها در اعتبارسنجی و ارزیابی مالی مشتریان و پیش بینی دقیق ریسک اعتباری تسهیلات گیرندگان، تاثیرات مخربی بر سیستم مالی جهانی و فعالیت های اقتصادی داشته و از اصلی ترین دلایل بحران های مالی جهانی در سال های اخیر بوده اند. هدف این تحقیق، تدوین مدل پیش بینی اعتباری مشتریان حقوقی بانک های خصوصی با بهره گیری از الگوریتم های فراابتکاری در شعبه های بانک پاسارگاد شمال غرب کشور بوده است.
روش شناسی پژوهشاین تحقیق براساس هدف پژوهش، توسعه ای و براساس روش انجام کار توصیفی می باشد. جامعه آماری این تحقیق را دو بخش خبرگان و مدیران بانکی استان آذربایجان شرقی و مشتریان حقوقی بانک پاسارگاد در شمال غرب کشور تشکیل می دهند. حجم نمونه آماری برای جامعه اول، 58 خبره بانکی استان اعم از مدیران، مسیولین اعتباری و روسای شعب با سابقه کار اعتباری بانک های خصوصی تعیین شده و برای جامعه دوم، براساس نمونه گیری هدفمند 427 مشتری حقوقی بانک پاسارگاد انتخاب شده است. به منظور جمع آوری داده ها از پرسشنامه و اسناد و مدارک بانک پاسارگاد بهره گرفته شده و روایی پرسشنامه به صورت روایی محتوا و براساس شاخص های نسبت روایی محتوا و شاخص روایی محتوا و پایایی پرسشنامه با استفاده از ضریب آلفای کرونباخ مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. به منظور تجزیه و تحلیل داده ها از آزمون t، تحلیل عاملی تاییدی، شبکه عصبی مصنوعی چند لایه، شبکه عصبی آموزش دیده با الگوریتم ژنتیک، شبکه عصبی آموزش دیده با الگوریتم ازدحام ذرات و شبکه عصبی آموزش دیده با الگوریتم تکامل تفاضلی استفاده شده است.
یافته هایافته های پژوهش نشان می دهد که هر چهار مدل فوق قادر به پیش بینی اعتباری مشتریان حقوقی بانک های خصوصی هستند و بهترین روش برای پیش بینی اعتباری مشتریان حقوقی بانک های خصوصی، شبکه عصبی آموزش دیده با الگوریتم تکامل تفاضلی با کمترین مقدار خطا نسبت به سه روش دیگر است.
کلید واژگان: پیش بینی اعتباری، الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم تکامل تفاضلی، الگوریتم ازدحام ذراتPurposeBanks' inability to credit assessment and financial evaluation of customers and forecasting accurately the credit risk of borrowers has devastating effects on the global financial system and economic activity and have been the main causes of global financial crises in recent years.The purpose of this paper is to compile a credit forecasting model for legal customers of private banks by using meta-heuristic algorithms in the branches of Pasargad Bank in the northwest of Iran.
MethodologyThis research is base on the purpose of developmental research and based on the method of performing descriptive work. The statistical population of this study is in two sections of banking experts and legal customers of Pasargad Bank in the northwest of the Iran. The statistical sample size for the first community of 58 banking experts including managers, credit officials and heads of branches in with credit work experience in private banks and for the second community, 427 legal clients were selected based on targeted sampling. In order to collect data in this research, a questionnaire and documents of Pasargad Bank have been used. The validity of the questionnaire was investigated as content validity and based on the indicators of content validity ratio and content validity index. The reliability of the questionnaire was assessed using Cronbach's alpha coefficient. In order to analyze the research data, t-test, confirmatory factor analysis, multilayer neural network, genetically trained neural network, trained neural network with particle swarm optimization and trained neural network with differential evolution will be used.
FindingsThe research findings show that all four models are able to predict the credit predictions of the legal customers of private banks and the best way to predict the credit predictions of the legal customers of private banks is the neural network trained with differential evolution algorithm with the least amount of error compared to the other three methods.Originality/Value: In this research by using meta-heuristic algorithms, a new credit forecasting model produce for legal customers of private banks with the least amount of error.
Keywords: Credit Forecasting, Neural Network Algorithm, Genetic Algorithm, Differential evolution algorithm, Particle Swarm Optimization Algorithm -
A Question Answering System (QAS) is a special form of information retrieval which consists of three parts: question processing, information retrieval, and answer selection. Determining the type of question is the most important part of QAS as it affects other following parts. This study uses effective features and ensemble classification to improve the QAS performance by increasing the accuracy of question type identification. We use the gravitational search algorithm to select the features and perform ensemble classification. The proposed system is extensively tested on different datasets using four types of experiments: (1) neither feature selection nor ensemble classification, (2) feature selection without ensemble classification, (3) ensemble classification without feature selection, and (4) feature selection with ensemble classification. These four kinds of experiments are carried out under the differential evolution algorithm and gravitational search algorithm. The experimental results show that the proposed method outperforms compared to state-of-the-art methods in previous researches.
Keywords: Question Answering System, Question Classification, Gravitational Search Algorithm, differential evolution algorithm -
Scientia Iranica, Volume:28 Issue: 6, Nov-Dec 2021, PP 3293 -3314The optimization problems with more than three objectives are many-objective optimization problems exist in various scientific and engineering domains. The existing multi-objective evolutionary algorithmic approaches primarily developed to address problems up to three objectives. Such multi-objective evolutionary algorithms do not found effective to address the many-objective optimization problems. The limitations of existing multi-objective evolutionary algorithms initiated the need to develop a specific algorithm which efficiently solves the many-objective optimization problems. The proposed work presents the design of the MaOHDE to address MaOPs. Initially, NS-MODE & NS-MOPSO algorithms developed by incorporating the non-dominated sorting approach from NSGA-II, the ranking approach, weight vector, and reference points. The widely used Tchebycheff – a decomposition-based approach applied to decompose the MaOPs. The MaOHDE algorithm developed by hybridizing the NS-MODE with NS-MOPSO. The presented approach’s strength is revealed using 20 instances of DTLZ functions. The effectiveness and efficiency are verified by comparing with MaOJaya, RD-EMO, NSGA-III, MOEA/D, MOEA/DD, RVEA, and MOEA/D-M2M algorithms. From the results, it is observed that the hybridization of NS-MODE and NS-MOPSO as MaOHDE responds better than its competitors for most of the test instances or it is competitive. The convergence rate is also good as compared with other state-of-art algorithms.Keywords: Many-objective hybrid differential evolution algorithm, Non-dominated sorting, Decomposition-based approach, Differential Evolution Algorithm, Particle swarm optimization algorithm, Many-objective optimization problems
-
Infrastructure development is one of the key aspects to be prioritized if economic growth is to be maintained in developing countries. Amongst the bottlenecks in this path which impede the construction and expansion of the infrastructure facilities, lack of public funding is one of the primary issues. To tackle such a problem, governments are launching public-private partnership frameworks to raise funds for these projects. Studies on various methods of public-private partnerships suggest BOT (build, operate, transfer) as one of the most common and most successful ways of participation for the private sector in public projects and establishing a framework for the management of project risks. This project aims to provide a framework by which projects are prioritized according to their social welfare factors in the first step. Second step objective is to minimize the risks of taxes, utilization period, project lifetime, and highway capacity by solving a multi objective mathematical model. This is all done by proposing a two-stage optimization model based on reservation level Driven Tchebycheff Procedure (RLTP) and differential evolution (DE) algorithm to evaluate projects and prioritizing them based on their defined factors and associated risks. The model ensures that the private sector benefits from the execution and operation of the project in the BOT framework and the expected social welfare is also guaranteed. As a case study, data of the projects in transportation and road construction sector is obtained and evaluated.
Keywords: Differential evolution algorithm, Reservation Level Driven Tchebycheff Procedure (RLTP), Project selection, road construction risks -
در چند دهه اخیر، تکنیک های بهینه سازی الهام گرفته از طبیعت، محبوبیت ویژهای را در مهندسی تجربه کرده اند. این تکنیک ها رقابت سختی را در مقایسه با روش های عددی سنتی دارند که گرفتار پیچیدگی پیوستگی هستند و معمولا از یک جستجوی مبتنی بر گرادیان حساس به راه حل اولیه، استفاده می کنند. درحالی که تکنیک های الهام گرفته از طبیعت اولیه به طور خاص توسط متغیرهای بهبودیافته و تکاملی، بررسی شده اند. روش های محاسبه مبتنی بر جمعیت به ویژه برای حل مشکلات چندهدفه به دلیل توانایی تولید راه حل های بهینه پارتو در یک اجرا، جذاب هستند. در این مقاله از دو الگوریتم تکامل تفاضلی و کرم شب تاب به عنوان معیارهای عملکرد موتور رلوکتانس سوییچی به عنوان درایو میله کنترل در یک نیروگاه هسته ای استفاده شده است. این کار، با هدف غلبه و بهبود بخشیدن بر نقطه ضعف قابل توجه موتور رلوکتانس سوییچی که دارای گشتاور موج دار است، به کمک کنترل جریان موتور بر اساس کنترلر PI در یک کنترلر حلقه بسته، انجام می شود. نتایج شبیه سازی، اثربخشی و مزیت عملکرد موتور رلوکتانس سوییچی را در نرم افزار MATLAB/SIMULINK در زمان واقعی، نشان می دهد.کلید واژگان: راکتور هسته ای، میله کنترل، موتور رلوکتانس سوئیچی، الگوریتم کرم شب تاب، الگوریتم تکامل تفاضلیKarafan, Volume:17 Issue: 50, 2021, PP 79 -95Over the previous few decades, bio-inspired (BI) organic process improvement techniques have experienced extraordinary popularity in the field of engineering. These techniques gift a troublesome competition to ancient numerical procedures that suffer from convexity and continuity assumptions and that usually use a gradient based mostly search that's sensitive to the initial resolution. Whereas initial BI techniques specially have been investigated by novel and improved variants. The population primarily based computing strategies are notably engaging for finding multi-objective (MO) problems due to their capability of producing an outsized variety of Pareto-optimal solutions in one run. In this paper, two algorithms of firefly and differential evolution concept is proposed as a performance metrics for switched reluctance motor (SRM) as control rod drive in small modular reactor. This work aims to prevail and amend the remarkable drawback of switched reluctance motor, which is torque ripple, by executed current control of the motor based on the PI controller in a closed-loop controller. Furthermore, the output power of the plant is optimized to trace the reference properly. The effectiveness and advantage of the system control scheme are presented in MATLAB software in real-time.Keywords: Small Modular Reactor, Control Rod, Switched reluctance motor, Firefly Algorithm, Differential evolution algorithm
-
با توجه به اهمیت مبدل های حرارتی در واحدهای عملیاتی، در این پژوهش از الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) برای بهینه سازی مبدل حرارتی فشرده با هدف کمینه سازی تعداد واحدهای تولید آنتروپی استفاده شده است. تعداد واحدهای تولید آنتروپی کل حرارتی و فشاری در مبدل حرارتی به عنوان تابع هدف و شش متغیر تصمیم گیری شامل طول مبدل، بسامد پره، طول پره، تعداد لایه های عبور جریان در پره آفست، ارتفاع پره و ضخامت پره با مجموعه ای از قیدها، در نظر گرفته شده است .نتایج به دست آمده از بهینه سازی با الگوریتم تکامل تفاضلی، با دو روش الگوریتم ژنتیک (GA) و تجمع ذرات (PSO)، مقایسه و اعتبارسنجی شد. میزان این الگوریتم در کمینه سازی تولید آنتروپی (به میزان 5/1و 6/17درصد در مقایسه با روش تجمع ذرات و الگوریتم ژنتیک) نشان از توانایی بالای روش تکامل تفاضلی برای بهینه سازی مبدل های حرارتی فشرده دارد. همچنین، تاثیر تغییرات مولفه های کنترلی در الگوریتم تکامل تفاضلی بر هم گرایی و نیز میزان بهینه سازی تابع هدف بررسی شده است.
کلید واژگان: بهینه سازی، الگوریتم تکامل تفاضلی، مبدل حرارتی فشرده، تولید آنتروپیConsidering the importance of heat exchangers in operational units, in this research, the differential evolution (DE) algorithm was used to optimize compact heat exchanger aim to minimize the number of entropy generation units. The number of total entropy generation units of heat and pressure in the compact heat exchanger as an objective function and six decision variables including heat exchanger length, fin frequency, fin length, number of layers of flow on both sides of the offset strip fin, fin height, and fin thickness with a series of restrictions were Investigated. The results obtained from DE optimization were compared and validated by genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO). The level of this algorithm in minimizing entropy generation (by 1.5 and 17.6% compared to the PSO method and GA) revealed high ability of the DE method in optimizing compact heat exchangers. Moreover, the effect of changes in control parameters in the DE algorithm on convergence and the degree of optimization of the objective function was studied
Keywords: Optimization, Differential Evolution Algorithm, Compact Exchanger, Entropy Generation -
یکی از چالش های اساسی در تشخیص گفتار، استخراج ویژگی مقاوم نسبت به نویز می-باشد. در این مقاله یک الگوریتم استخراج ویژگی جدید که الگوریتم استخراج ضرایب کپسترال توان نرمالیزه شده کسری وفقی نامیده می شود، بعنوان یک روش مقاوم در برابر نویز برای کاربرد بازشناسی گفتار ارایه شده است. این روش استخراج ویژگی پیشنهادی مبتنی بر تبدیل فوریه گسسته کسری زمان کوتاه می باشد. از آنجایی که انتخاب ضریب تبدیل کسری برای تحلیل های مناسب سیگنال های چند جزیی از قبیل گفتار همچنان مورد بحث است، در این روش پیشنهادی با استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری تکامل تفاضلی، پارامتر بهینه α برای تبدیل فوریه کسری با توجه به کلاس نویز موجود در محیط بصورت وفقی بدست می آید. همچنین از دادگان TI Digit و Noisex-92 به منظور ارزیابی میزان مقاومت و دقت بازشناسی سیستم بازشناس گفتار خودکار استفاده شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر مقاومت بیشتر و دقت بازشناسی بالاتر روش استخراج ویژگی پیشنهادی در قیاس با سایر روش های استخراج ویژگی در محیط های نویزی و بدون نویز می باشد. در سیستم ASR پیشنهادی از طبقه بند ماشین بردار پشتیبان با کرنل غیرخطی استفاده شده است. لازم به ذکر است که تمامی شبیه سازی های انجام شده توسط نرم افزار MATLAB صورت گرفته است.
کلید واژگان: تبدیل فوریه کسری، الگوریتم تکامل تفاضلی، استخراج ویژگی مقاوم، بازشناسی مقاوم گفتار، طبقه بند، ASROne of the main challenges in speech recognition is noise resistant feature extraction. In this paper, a new feature extraction algorithm, called Fractional and Adaptive Power Normalized Cepstral Coefficients Algorithm, has been proposed as a noise-resistant method for speech recognition. This proposed feature extraction method is based on a fractional short-term Fourier Transform. The selection of fractional conversion coefficient is important for proper analysis of multi-component signals like speech. Therefore, the proposed method obtains the optimum parameter of α for fractional Fourier Transform based on the noise class in the environment, adaptively by the Differential Evolution meta-heuristic algorithm. Moreover, TI Digit and Noisex-92 are used for evaluation of the resistance and accuracy of the recognition of the automatic speech recognition system. Simulation results show more resistance and higher recognition accuracy of the proposed feature extraction method rather than other methods in noisy and without noise environments. In the proposed ASR system, the Support Vector Machine (SVM) classifier with a nonlinear kernel has been used. Also, all the simulations are performed in MATLAB.
Keywords: Fractional Fourier Transform, Differential evolution algorithm, Robust Feature Extraction, Robust Speech Recognition, Classifier, ASR -
Breast cancer is one of the most common malignant tumors and the main cause of cancer death among women worldwide. The diagnosis of this type of cancer is a challenging problem in cancer diagnosis researches. Several research before have proved that ensemble based machine learning classifiers are able to detect breast cancer spot more accurate. However, the success of an ensemble classifier highly depends on the choice of method to combine the outputs of the classifiers into a single one. This paper proposes a novel ensemble method that uses modified differential evolution (DE) algorithm generated weights to create ensemble of classifiers for improving the accuracy of breast cancer diagnosis. This paper proposes an ensemble-based classifier to improve the accuracy of breast cancer diagnosis. As the performance of DE algorithm is strongly influenced by selection of its control parameters, local unimodal sampling (LUS) technique is used to find these parameters. The two most popular classifiers support vector machine (SVM) and K-nearest neighbor (KNN) classifiers are used in the ensemble. The classification is then carried out using the majority vote of the ensemble. The accuracy of the presented model is compared to other approaches from literature using standard dataset. The experimental results based on breast cancer dataset show that the proposed model outperforms other classifiers in breast cancer abnormalities classification with 99.46% accuracy.Keywords: Breast cancer diagnosis, local unimodal sampling, differential evolution algorithm, majority vote, Accuracy.
-
کارایی حوضچه پرتابی، علاوه بر کیفیت ناحیه ای که جریان با آن برخورد می کند به ارتفاع سقوط جت، زاویه پرتاب جریان آب، عمق پایاب و غلظت جت بستگی دارد. با افزایش ارتفاع سقوط جت، سرعت سقوط بیشتر و در نتیجه اندازه حرکت تخریب بیشتر خواهد بود. هرچه عمق پایاب بیشتر باشد، انرژی جت نفوذی بیشتر مستهلک خواهد شد. چناچه ناحیه برخورد ویژگی های متفاوت با آنچه در طراحی در نظر گرفته شده داشته باشد، ممکن است (پدیده آبشستگی) به وارد شدن خسارت هایی به سازه سد منجر شود. به این منظور در این تحقیق از قابلیت سیستم استنتاج فازی و الگوریتم تکامل تفاضلی جهت بهینه کردن هندسه سرریز جام پرتابی در جهت کاهش عمق آبشستگی پایین دست جت پرداخته شد. برای ساخت سیستم استنتاج فازی و سپس محاسبه عمق آبشستگی بر پایه الگوهای ورودی-خروجی در دسترس، از مدل سیستم استنتاج فازی- عصبی ANFIS استفاده گردید. ابتدا در مدل ANFIS به آموزش داده های ورودی و خروجی با استفاده از داده های آزمایشگاهی پرداخته شد است. در نهایت با بکارگیری الگوریتم تکامل تفاضلی و با استفاده از خروجی مدل ANFIS به بهینه یابی هندسه سرریز جامی پرتابی با تعریف تابع هدف کمینه سازی عمق حفره آبشستگی در پایین دست سرریز جام پرتابی پرداخته شد.
کلید واژگان: سرریز جام پرتابی، بهینه یابی هندسه سرریز، ابعاد حفره آبشستگی، مدل فازی-عصبی، الگوریتم تکامل تفاضلیThe Performance of shooting pool, in addition to the quality of the area in which the flow collides with it, depends to the height of the jet drop, the angle of the water flow, the depth of the jet and the concentration of the jet. By increasing the height of the jet drop, the fall velocity increases and subsequently the jetchr('39')s energy will be more intrusive. Different collision area from the scouring phenomenon that considered in the design step, may lead to damages to the structure of the dam. For this purpose, an Adaptive Neural Fuzzy Inference System (ANFIS) model and Differential Evolution Algorithm were used to optimize the geometry of the flip bucket spillway to reduce the scour depth of the jet. To construct a fuzzy inference system and calculate the scour depth based on available input/output patterns, the ANFIS fuzzy-inductive inference system was used. ANFIS model was used to train input and output data using laboratory data. Finally, using the differential evolution algorithm and also the ANFIS model output, the geometry of the flip bucket spillway has been optimized by defining the objective function for minimizing the depth of the scour hole in the downstream of the spillway.
Keywords: Flip Bucket Spillway, Optimization of Spillway Geometry, Dimensions of scour hole, ANFIS, Differential Evolution Algorithm -
با رشد سریع نیروگاه های بادی، این منابع در انواع و سطوح ولتاژی مختلف به شبکه متصل می شوند. دسته ای از این منابع دارای ژنراتور القایی دو سو تغذیه هستند. گسترش تولیدات پراکنده مشکلاتی مانند افزایش سطح اتصال کوتاه و از دست رفتن هماهنگی تجهیزات حفاظتی ایجاد می کند. حین رخداد اتصال کوتاه، با تغییرات شدید سرعت، توان و زاویه روتور ژنراتور سنکرون و آسنکرون، ممکن است پایداری گذرای این منابع از بین برود. محدود کننده های ابررسانا فوق گرمایی (HTSFCL) بر اساس وابستگی مقاومت- دما توانایی کاهش جریان خطا را دارند. در این مقاله، پس از بررسی توانایی HTSFCL در کاهش جریان خطا و افزایش میزان پایداری در نرم افزار PSCAD/EMTDC، تابع هدف جایابی بهینه HTSFCL با درنظرگرفتن هم زمان شاخص های امنیت و هماهنگی حفاظتی، پایداری ولتاژ و پایداری گذرا ژنراتور سنکرون و آسنکرون در شبکه های متصل به نیروگاه بادی برای اولین بار پیشنهاد می شود. مکان و اندازه بهینه HTSFCL در شبکه آزمون 30 شینه IEEE با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی در نرم افزار MATLAB با درنظرگرفتن شاخص های منفرد و چندهدفه تعیین و شاخص های امنیت، هماهنگی رله های جریان زیاد و پایداری ولتاژ و زاویه روتور در شش حالت مقایسه شدند. نتایج به دست آمده کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهند.
کلید واژگان: الگوریتم تکامل تفاضلی، امنیت، پایداری ولتاژ و زاویه رتور، محدودکننده جریان خطای ابررسانا فوق گرماییWith the rapid growth of wind power plants, different types of these resources are connected to the network at different voltage levels. A number of these resources have DFIG. The development of distributed generation has made problems such as an increased level of short circuit and the loss of protective devices coordination. During the fault occurrence, transient stability may be lost due to drastic changes in speed, power, and rotor angel of synchronous and asynchronous generators. Based on the dependence of resistance and temperature, high-temperature superconducting fault current limiter could decrease the fault current. This paper, after studying the ability of HTSFCL to reduce the fault current and to increase the stability level in PSCAD/EMTDC software, for the first time proposes objective function of HTSFCL optimal location by simultaneously considering security and protection coordination indices, voltage, and transient stability of synchronous and asynchronous generators in the networks connected to DFIG. Optimal location and size of HTSFCL in IEEE 30-bus test network are determined using differential evolution (DE) algorithm in MATLAB while considering single- and multi-objective indices. Also, indices of security, coordination of overcurrent relays, voltage stability, and rotor angel stability are compared in six modes. The achieved results show the applicability of the proposed method.
Keywords: Differential Evolution Algorithm, Security, Voltage, Rotor Angel Stability, High-Temperature Superconducting Fault Current Limiter -
Four-bar mechanisms are widely used in the industry especially in rotary engines. These mechanisms are usually applied for attaining a special motion duty like path generation; their high speeds in the industry cause an unbalancing problem. Hence, dynamic balancing is essential for their greater efficiency. In this research study, a multi-objective differential evolution algorithm is used for Pareto optimization balancing of a four-bar planar mechanism while considering the shaking moment and horizontal and vertical shaking forces as objective functions. This is necessary since the high magnitude of shaking forces and moment affect the fatigue life of the mechanism. The design variables are both kinematic and dynamic parameters of the moving links. The Pareto charts of five-objective optimization exhibit a large number of non-dominated points, which provide more choices for optimal balancing design of the planar four-bar mechanism. A comparison of the results obtained from this study with those reported in the literature shows a significant decrease in shaking forces and shaking moment.Keywords: Multi-objective optimization, Balancing, Four-bar mechanism, Differential evolution algorithm, Pareto
-
سرریزها برای تنظیم جریان و اندازه گیری دبی در داخل مجاری باز مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین سرریزها به شکل های مستطیلی، مثلثی، دایروی و مثلثی در پلان به کار گرفته می شوند. در این مطالعه ضریب دبی سرریزهای مثلثی در پلان با استفاده از یک مدل ترکیبی مبتنی بر سیستم استنباط فازی- عصبی تطبیقی و الگوریتم تکامل تفاضلی پیش بینی شد. در این تحقیق، برای ارزیابی توانایی مدل ترکیبی از شبیه سازی های مونت کارلو استفاده شد. علاوه بر این، از روش اعتبار سنجی چند لایه ای با k برابر 5 برای بررسی قابلیت مدل های ترکیبی بهره گرفته شد. سپس با استفاده از پارامترهای موثر بر ضریب دبی، شش مدل ترکیبی معرفی گردید. بر اساس نتایج شبیه سازی، مدل برتر مقدار ضریب دبی را به عنوان تابعی از عدد فرود جریان، زاویه راس سرریز، نسبت طول سرریز به ارتفاع آن، نسبت هد جریان به ارتفاع سرریز و نسبت عرض کانال به طول سرریز تخمین زد. مقادیر درصد میانگین مطلق خطا، خطای جذر میانگین مربعات و ضریب همبستگی برای مدل برتر به ترتیب مساوی 644/1، 016/0و 972/0 محاسبه شد. بر اساس تجزیه و تحلیل نتایج مدل سازی، عدد فرود جریان موثرترین پارامتر در مدل سازی ضریب دبی سرریزهای مثلثی در پلان شناسایی شد.
کلید واژگان: الگوریتم تکامل تفاضلی، سیستم استنباط فازی- عصبی تطبیقی، سرریز مثلثی در پلان، ضریب دبیWeirs are used to adjust and measure the flow within open conduit. Also, weirs are applied in various shapes like rectangular, triangular, circular and triangular plan forms. In this study, the discharge coefficient of triangular plan form weirs was predicted using a hybrid model based on fuzzy systems (ANFIS) and differential evolution (DE) algorithm. Adaptive neuro Also, to examine the performance of hybrid models, the Monte Carlo simulations (MCs) were used. In this research, the k-fold Cross Validation with k equal to 5 was used for evaluation of the models ability. Then, the six hybrid models were defined using input parameters. According to simulation results, the superior model predicted the discharge coefficient in terms of Froude number, weir vertex angle, the ratio of weir length to weir height, the ratio of head over the crest of the weir to weir height and channel width to weir length. For superior model, the Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Root Mean Square Error (RMSE) and correlation coefficient (R) were calculated equal to 1.644, 0.016 and 0.972, respectively. Also, the Froude number was identified as the most effective parameter to model the discharge coefficient of triangular plan form weirs
Keywords: Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems, Differential evolution algorithm, Discharge coefficient, Triangular plan form weir -
هدف از این تحقیق، ارایه یک مدل ریاضی جدید از مساله مسیریابی وسایط نقلیه به منظور بیشینه سازی سود قابل کسب تحت شرایط عدم قطعیت شروع سرویس دهی توزیع کنندگان رقیب به مشتریان با استفاده از رویکرد بهینه سازی استوار تحت سناریو است. با توجه به دنیای واقعی، در اکثر مواقع بیش از یک توزیع کننده در شبکه توزیع وجود دارد و زمان شروع سرویس دهی به مشتریان، تاثیر قابل توجهی در سود قابل کسب توزیع کنندگان دارد. از سوی دیگر، به دلیل تغییرات در تقاضای مشتریان ، ترافیک، اوضاع جوی و غیره توالی سرویس دهی به مشتریان توسط رقبا تغییر می کند، به همین جهت برنامه ریزی جهت ارایه سرویس به مشتریان زودتر از رقبا با عدم قطعیت مواجه است. به همین جهت از رویکرد استوار سناریو محور در این مقاله استفاده شده است. مزیت استفاده از رویکرد پیشنهادی نسبت به رویکرد قطعی آن است که با وجود کاهش سود کسب شده، ریسک سود از دست رفته کاهش خواهد یافت و جواب های بهینه شدنی خواهد بود. به منظور ارزیابی کارآیی مدل ارایه شده از استراتژی الگوریتم تکامل تفاضلی بهبود یافته استفاده شد و نتایج به دست آمده در ابعاد کوچک و متوسط با نتایج حاصل از روش حل دقیق مقایسه گردید. همچنین به منظور ارزیابی الگوریتم پیشنهادی تعدادی مساله نمونه در ابعاد بزرگ ایجاد و نتایج با یکی از استراتژی های الگوریتم تکامل تفاضلی مقایسه و بررسی گردید. نتایج محاسباتی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی دارای عملکرد محاسباتی بهتری در مقایسه با سایر استراتژی های پیشنهادی است.کلید واژگان: الگوریتم تکامل تفاضلی بهبود یافته، بهینه سازی استوار، مسیر یابی وسایل نقلیه، شرایط رقابتی، عدم قطعیتA vehicle routing problem (VRP) is an important issue that has attracted great attention of researchers in recent years. This paper presents a competitive VRP to get short routes with the maximum sale by providing suitable services to customers before delivering the goods to other competitive distributors. To distribute the goods with a short lifetime, in which customers need a special device for keeping them, the arriving time to customers effects on a number of sales, in which classical VRPs are unable to calculate these kinds of assumptions. According to the real world, the arriving time of the competitors is uncertain because of customer demands, traffic, weather conditions, etc. A scenario-based approach is used to handle the uncertainty of the arriving time of rivals. The purpose of this paper is to solve this problem by optimizing the sale of products to customers before delivering the products to other competitor distributors in an uncertain condition by robust optimization. To evaluate the performance of the presented model, the improved differential evolution (IDE) algorithm is used. The related results in small and medium-sized problems are compared with the result obtained by an exact solution method. Additionally, in order to evaluate the performance of the proposed IDE algorithm, a few sample tests in large sizes are solved and their results are compared with other two differential evolution algorithms. The results show that the proposed IDE algorithm has a suitable accuracy and performance for solving the presented model.Keywords: vehicle routing problem, Uncertainty, robust optimization, Competitive environment, Differential evolution algorithm
-
Nowadays, a huge amount of natural resources such as gases and oil are exploited from offshore oil fields and transported by pipes located at seabed. The pipelines are exposed to waves and currents and scour may occur around them. Subsequently, stability of the pipes can be threatened, so estimation and simulation of scouring around the pipes are quite vital. In this study, a hybrid method for simulating the scour depth in the vicinity of submerged pipes was developed. In other words, the adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and the differential algorithm were combined with each other to simulate the scour depth. In general, ANFIS is an artificial neural network acts based on the Takagi-Sugeno inference system. This model is a set of if-then rules which is able to approximate non-linear functions. In addition, the differential algorithm is a powerful evolutionary algorithm among optimization algorithms which have many applications in scientific fields. In this study, the Monte-Carlo simulation was employed for examining the ability of numerical models. To validate the modeling results, the k-fold cross validation approach was also utilized with k=6. Then, the parameters affecting the scour depth were detected and six ANFIS and hybrid models were developed for scour estimation. After that, the results of the mentioned models were examined and this analysis showed that the superior model predicts scour values in terms of all input parameters. This model has reasonable accuracy. For example, the values of R and RMSE for this model were calculated 0.974 and 0.079, respectively. Furthermore, the analysis of the modeling results indicated that the ratio of the pipe distance from the sedimentary bed to the pipe diameter (e/D) was identified as the most effective parameter.
Keywords: Scouring, ANFIS, Differential evolution algorithm, Submerged Pipes, Hybrid Model -
Journal of Applied Research in Water and Wastewater, Volume:6 Issue: 1, Winter and Spring 2019, PP 8 -15Generally, Hydraulic jumps usually happen at the downstream of hydraulic structures like ogee spillways. In addition, one of the parameters affecting the proper design of stilling basin is calculation of the hydraulic jump length. In this study, a hybrid method (ANFIS-DE) was proposed for modeling hydraulic jumps on sloping rough beds for first time. This approach forecasts values of the jump length by combining the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and the Differential Evolution (DE) algorithm. First, the variables affecting the hydraulic jump length including the ratio of bed roughness, the Froude number, the ratio of sequent depths and the bed slope were identified. Then, by combining the input parameters, five different numerical models were introduced. Furthermore, the k-fold cross validation (k=4) was utilized so as to verifying the numerical models. The results of the analysis of different numerical models indicated that the model with four input parameters (superior model) simulated the length of the hydraulic jump with higher accuracy. For the best model, the mean absolute percent error (MAPE), the correlation coefficient (R) and the root mean square error (RMSE) were predicted 4.875, 0.978 and 0.807, respectively. Finally, two parameters including the ratio of sequent depths and the Froude number were identified as the most important parameters in modeling the hydraulic jump length on sloping rough beds.Keywords: ANFIS, Rough Bed, Sloping Channel, Hydraulic jump, Differential Evolution Algorithm
-
Biomass gasification is the process of converting biomass into a combustible gas suitable for use in boilers, engines, and turbines to produce combined cooling, heat, and power. This paper presents a detailed model of a biomass gasification system and designs a multigeneration energy system that uses the biomass gasification process for generating combined cooling, heat, and electricity. Energy and exergy analyses are first applied to evaluate the performance of the designed system. Next, the minimizing total cost rate and the maximizing exergy efficiency of the system are considered as two objective functions and a multiobjective optimization approach based on the differential evolution algorithm and the local unimodal sampling technique is developed to calculate the optimal values of the multigeneration system parameters. A parametric study is then carried out and the Pareto front curve is used to determine the trend of objective functions and assess the performance of the system. Furthermore, sensitivity analysis is employed to evaluate the effects of the design parameters on the objective functions. Simulation results are compared with two other multiobjective optimization algorithms and the effectiveness of the proposed method is verified by using various key performance indicators.Keywords: Multiobjective Optimization, Exergy Analysis, Pareto Front, Biomass Gasification, Differential Evolution Algorithm, Local Unimodal Sampling
-
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:8 Issue: 3, Summer 2018, PP 357 -380An effective method utilizing the differential evolution algorithm (DEA) as an optimisation solver is suggested here to detect the location and extent of single and multiple damages in structural systems using time domain response method. Changes in acceleration response of structure are considered as a criterion for damage occurrence. The acceleration of structures is obtained using Newmark method. Damage is simulated by reducing the elasticity modulus of structural members. Three illustrative examples are numerically investigated, considering also measurement noise effect. All the numerical results indicate the high accuracy of the proposed method for determining the location and severity of damage.Keywords: damage identification, differential evolution algorithm, time domain response, acceleration response, analytical model
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.