particle swarm algorithm
در نشریات گروه عمران-
دکل های مهار شده از سازه های بلند و لاغر بوده که استفاده گسترده ای در انوع مقاصد مخابراتی دارند. این سازه ها شامل یک دکل عمودی یوده که بصورت جانبی در چندین تراز ارتفاعی از طریق کابل های پیش تنیده مهار می شوند. پر واضح است که فرکانس طبیعی ارتعاش، از عامل های اساسی اثرگذار در رفتار دینامیکی سازه ها بوده و بهینه سازی فرکانس طبیعی دکل های مهار شده از موضوعات مهم در مهندسی سازه می باشد. هدف اصلی در این پژوهش، دستیابی به طرحی به منظور افزایش فرکانس ارتعاش طبیعی سیستم است. الگوریتم های فرا ابتکاری در بسیاری از مسائل بهینه سازی و در حوزه های مختلف شامل مهندسی، اقتصاد و علوم کامپیوتری کاربرد داشته و در این پژوهش از سه الگوریتم فراابتکاری جهت بهینه سازی فرکانس دکل های مهاری استفاده می شود. الگوریتم ها شامل الگوریتم ژنتیک، کرم شب تاب و ازدحام ذرات بوده که با تابع هدف در راستای افزایش فرکانس ارتعاشی سیستم تعریف می شوند. در این تحقیق، طرح بهینه زوایای کابل های مهاری توسط الگوریتم ها نشان داد که مقادیر بهینه زوایای کابل های مهاری در شرایط بدون لحاظ نیروی پیش تنیدگی در حدود 35 درجه می باشد. همچنین با لحاظ نیروی پیش تنیدگی زاویه کابل ها 75 درجه نسبت به افق می شوند.
کلید واژگان: دکل مخابراتی، الگوریتم ژنتیک، کرم شب تاب، الگوریتم ازدحام ذرات، بهینه سازیGuyed masts are slender, tall structures widely used to support various types of antennas in the field of telecommunications. These structures consist of a tall vertical mast laterally supported at several levels along its height by sets of inclined pre-tensioned cables. It is well known that natural frequencies are fundamental parameters that affect the dynamic behavior of structures. Optimizing natural frequencies of Guyed masts is an important issue in structural engineering. The main objective of this study presented in this paper is to obtain a design that will maximize the frequency of the Guyed masts. Meta-heuristic algorithms are applied in optimization problems in a variety of fields, including engineering, economics, and computer science. In this paper, three population-based meta-heuristic algorithms are employed for frequency optimization of Guyed masts. These algorithms consist of the Genetic Algorithm (GA), Firefly Algorithm (FA) and Particle Swarm Optimization Algorithm (PSO) aims to maximize the natural frequencies of Guyed masts while satisfying their constraints. The study on optimizing the position of the cable anchorages along the pole of a guyed tower using algorithms demonstrates that the optimal values for these angles are approximately 35 degrees without pretension forces in the guys. Additionally, the optimum cable angle is 75 degrees when subjected to prestressed guy cables.
Keywords: Guyed Mast, Genetic Algorithm, Firefly Algorithm, Particle Swarm Algorithm, Optimization -
هدف هر فرآیند طراحی سازه، ایجاد طرحی ایمن با رعایت تمامی الزامات آیین نامه ای و حداقل نمودن هزینه ساخت می باشد. در سازه های مهندسی عمران، هدف از بهینه سازی سازه عمدتا بهینه نمودن هزینه مصالح و در برخی موارد هزینه ساخت که با تابع هدف تعریف می شوند. در عین حال که هدف از بهینه سازی به حداقل رساندن هزینه سازه می باشد، ارضای قیدهای طراحی نیز باید رعایت گردد. جهت بررسی کارایی و دقت روش های بهینه سازی مدرن در مقایسه با روش های کلاسیک، یک مخزن آب هوایی اینتز بر اساس توصیه های آیین نامه هندوستان طراحی و سپس با استفاده از الگوریتم های ژنتیک(GA)، کرم شب تاب(FA) ، ازدحام ذرات (PSO) و رقابت استعماری (ICA) بهینه سازی می شوند. تابع هدف شامل هزینه مصالح ساخت مخزن و تابع متغیرهای طراحی بوده و هزینه کلی مخزن شامل مجموع هزینه های بتن و فولاد وسطح قالب بندی مخزن می باشد. قیدهای مسئله نیز شامل تنش های اعضای مخزن و محدودیت های حجم و ابعاد هندسی اعضای مخزن می باشند. جهت بهینه نمودن می بایست تمامی قیدها در طول فرایند طراحی به مقادیر مجاز خود محدود شوند.
کلید واژگان: مخزن اینتز، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم کرم شب تاب، الگوریتم ازدحام ذرات، الگوریتم رقابت استعماری، بهینه سازیThe goal of any structural design process is to produce a safe design that meets all the design codes requirements, while trying to minimize the cost of the design. In Civil Engineering Structures, majorly cost is the objective of optimization of the structure. In most cases, the material cost is included in objective function. In some cases, construction cost is also included in objective function. The objective of the optimization is to minimize the cost of the Structures while satisfying strength and serviceability constraints. In order to investigate the efficiency and accuracy of the modern optimization methods in comparison with classical methods, an elevated INTZE tank is primarily designed based on the recommendations of Indian code and then optimized using Genetic Algorithm (GA), Firefly Algorithm (FA), Imperialist Competitive Algorithm (ICA) and Particle Swarm Optimization (PSO). objective function is the material cost of the tank which is the function of the design variables. The total material cost of the tank can be expressed as the sum of the cost of concrete, reinforcement and cost of formwork. Design constraints of the problem also include the stresses of the structure members and the limitations of the volume and geometric dimensions of the water tank. All constraints were satisfied and the stresses and stability constraints were in acceptable ranges.
Keywords: INTZE Tank, Genetic Algorithm, Firefly Algorithm, Particle Swarm Algorithm, Imperialist Competitive Algorithm, Optimization -
برای کاهش پاسخ سازه در برابر زلزله، قطعات با قابلیت اتلاف انرژی می توانند بر روی اتصالات فولادی جاگذاری گردند که این اتصالات با یک فنر دورانی برای تامین سختی و میرایی در سازه مدل سازی می شوند. در این پژوهش با انجام تحلیل لرزه ای و عملیات بهینه سازی تحت چند رکورد زلزله سعی بر برآورد تخمینی برای بهترین محل قرارگیری اتصالات مذکور در سازه می باشد. در گذشته مطالعاتی بر روی این اتصالات در مقیاس سازه انجام شده است، به طوریکه در تمامی اتصالات سازه دو فنر مزبور قرار گرفته اند، اما این مقاله ترکیبی از این نوع اتصالات و اتصالات صلب در دو سازه 9 و 20 طبقه از سازه های مرجع SAC را بررسی می کند. در نهایت، عملکرد سازه با ترکیب اتصالات مجهز به میراگر و اتصالات صلب و همینطور سازه با توزیع یکنواخت اتصالات مجهز به میراگر مقایسه و بررسی گردید و مشاهده شد که عملکرد سازه با اتصالات ترکیبی با وجود مجهز بودن تعداد کمتری از این اتصالات به میراگر، بسیار بهتر از سازه با توزیع یکنواخت این نوع اتصالات می باشد. از سوی دیگر، رفتار خطی و غیرخطی سازه و اتصالات، مدل سازی شده و تحت بررسی قرار گرفت. همچنین در حالت بهینه به طور متوسط تحت سه زلزله، در سازه 9 و 20 طبقه به ترتیب 62 و 68% از اتصالات در حالت خطی و 58 و 61% در حالت غیرخطی، مجهز به میراگر شدند.
کلید واژگان: اتصالات نیمه صلب، اتصالات صلب، میراگر ویسکوالاستیک، توزیع بهینه، الگوریتم ازدحام ذراتTo reduce the seismic response of steel frames, energy dissipation devices can be placed at connections. These connections can be modeled as a rotational spring and damper in parallel. In this paper, an attempt is made to estimate the best distribution of the connections, by time-history analysis and optimization operation. Although in the previous studies, these connections were distributed uniformly, in this research the combination of these connections in rigid frames is proposed. Two 9 and 20-story frames with sections and dimensions based on SAC benchmark structures are studied. Seismic performance of optimized structures with connections equipped with dampers and rigid connections is evaluated and compared with that of the moment frame with uniformly placed such connections. It is observed that performance of hybrid structures, despite having less dampers in connections, is much better than the structure with uniform distribution of this type of connections. On the other hand, linear and nonlinear behavior of elements and connections in structure is developed. Also, in optimal condition, 62 and 68% of the connections in linear and 58 and 61% in nonlinear behavior have been equipped with dampers respectively for 9 and 20-story structures.
Keywords: Semi-rigid connections, Rigid connections, Viscoelastic dampers, Optimum distribution, Particle swarm algorithm -
در این مقاله از دور هامیلتونی در یک مسئله استاندارد و نظری بنام مسئله فروشنده دوره گرد و یک مسئله کاربردی بنام یافتن کوتاهترین مسیر هامیلتونی برای پیمودن تمام استان های ایران استفاده شده است. برای حل این گونه مسایل می توان از الگوریتم های هوش جمعی استفاده کرد که از عوامل طبیعی، زیست محیطی و اجتماعی نشات گرفته اند. الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات یکی از الگوریتم های هوش جمعی است. در روش پیشنهادی، به منظور بهبود نتایج هر ذره از جستجوی محلی در روند جستجو و برای افزایش تبادل اطلاعات بهتر میان ذرات و انتخاب موقعیت بعدی مناسب تر هر ذره، از شبکه پیچیده، استفاده می شود. در این شبکه گره ای که راه حلی بهتری در آن نگهداری می شود همواره درجه آن گره بزرگ تر می شود. در شبکه پیچیده از دو سنجه درجه و درجه همسایگی برای یافتن راه حل بهتر استفاده شده است. برای مقایسه نتایج از مسایل استاندارد TSPLib استفاده شده که نتایج حاکی از هزینه بهتر روش بهینه سازی ازدحام ذرات با جستجوی محلی شبکه ای پیچیده نسبت به بهینه سازی ازدحام ذرات با جستجوی محلی و ازدحام ذرات استاندارد است، همچنین، درصد خطا نسبت به بهترین جواب موجود در TSPLib به ترتیب در الگوریتم های بهینه سازی ازدحام ذرات با جستجوی محلی شبکه ای پیچیده و بهینه سازی ازدحام ذرات با جستجوی محلی نسبت به روش ازدحام ذرات استاندارد، کاهش داشته است. به طور نمونه، برای حل مسیلهST70 در الگوریتم های بهینه سازی ازدحام ذرات شبکه ای و پایه میانگین هزینه حل مسئله به ترتیب 705 و 797 می باشد.
کلید واژگان: کوتاهترین دور هامیلتونی، فروشنده دوره گرد، الگوریتم ازدحام ذرات، الگوریتم های هوش جمعی، شبکه پیچیدهIn this paper, Hamiltonian cycle was used in a standard and theoretical problem called TSP as well as a practical problem called finding the shortest Hamiltonian cycle to cover all provinces of Iran. These kinds of problems can be solved using swarm intelligence algorithms derived from natural, environmental and social factors. Accordingly, the PSO Algorithm, which is one of the algorithms of swarm intelligence, was used . Search was also used to improve the results of each particle. Besides, a complex network was used in order to enhance the better exchange of information between particles and to select the next most appropriate position for each particle. In this network of nodes in which a better solution is maintained, the degree of that node is always greater. In the complex network, two criteria, degree and neighborhood degree, are used to find the best solution. The TSPLib standard problems were used to compare the results. The findings showed that the particle swarm optimization technique with a complex network local search was more cost-effective than the optimization of the particle swarm with local search and standard particle swarm in a way that the percentage of error to the best solution in TSPLib was reduced in the particle swarm optimization algorithms with complex network local search and the particle swarm optimization in the local search compared to the standard particle swarm method, respectively. To solve the ST70 in network and basic algorithms, the average cost of solving the problem is 705 and 797, respectively.
Keywords: Shortest Hamiltonian Cycle, Travelling Salesman Problem, Particle Swarm Algorithm, Complex Network -
در این تحقیق برای یافتن مکان بهینه چاه تولیدی در 2 مخزن استاندارد SPE10 و یکی از مخازن جنوب غربی ایران از روش پیش روی سریع (FMM) به عنوان یک پروکسی برای محاسبه فشار ته چاهی بجای شبیه سازی عددی استفاده گردید. هم چنین برای انجام بهینه سازی از الگوریتم فرا ابتکاری ازدحام ذرات (PSO) بهره گرفته شده است که ترکیب دو روش PSO-FMM نام دارد. روش پیش بینی سریع دارای توانمندی بسیار بالا می باشد بطوری که تا 20% تابع هدف که ارزش خالص فعلی است را نسبت به حالت حفر چاه به روش معمولی افزایش می دهد. همچنین این روش دارای سرعت قابل ملاحظه ای می باشد به گونه ای که در زمانی حدود 10% شبیه سازی مستقیم (PSO) توانسته به جوابی بهینه دست پیدا کند. در این پژوهش همچنین این مساله اثبات گردید که روش پیش روی سریع FMM هم خوانی بسیار خوبی با روش های بر مبنای شبیه سازی عددی برای مسایل بهینه سازی مکان چند چاه (مدل استاندارد SPE 10) و یک چاه (مدل یک سکتور از مخزن جنوب غربی ایران) دارد.
کلید واژگان: بهینه سازی، الگوریتم ازدحام ذرات، روش پیش روی سریع، ارزش خالص فعلیIn this study, in roder to investigate the optimal location of a production well, the fast forward method (FMM) was implemented as a proxy to calculate the bottom hole pressure of wells instead of a comprehensive numerical simulation. Two reservoirs, the standard SPE10 reservoir and the Shadegan reservoir were studied. Also, for optimization, the metaheuristic particle swarm algorithm (PSO) has been used which the combination of two methods called PSO-FMM. This method is a fast forecasting method and is highly capable so that it enhances the objective function up to 20% , compared to the conventional well drilling methods. Also, this method has a considerable speed so that it reduced the simulation time 10% of direct stimulation (PSO). This study also proved that the fast forward FMM method is very compatible with numerical simulation-based methods for multi-well location optimization problems (SPE 10 standard model) and a single well optimization (one-sector of Shadegan reservoir).
Keywords: Optimization, Particle Swarm Algorithm, fast forward method, net present value -
در این تحقیق دو تابع هدف متضاد برای حل مسئله بهینه سازی بهره برداری از مخازن چاه نیمه مورد استفاده قرار گرفت. تابع هدف اول کمینه سازی مجموع توان دوم اختلاف تقاضای کشاورزی از رهاسازی و تابع هدف دوم بیشینه سازی شاخص اعتمادپذیری تعریف گردید. در این مطالعه برای مقایسه الگوریتم های مورد بررسی از معیارهای زمان اجرای الگوریتم، تعداد راه حل های واقع در جبهه بهینه پارتو و معیارهای فاصله، پراکندگی، همگرایی و فاصله نسلی بهره برده شد. نتایج حاصل از بررسی الگوریتم های فرا ابتکاری نشان داد که از بین الگوریتم های MOPSO، MOGOA و MOALO، الگوریتم های MOALO و MOGOA از کارایی بالاتری نسبت به الگوریتم MOPSO برخوردار بودند. بر اساس معیارهای عملکرد زمان اجرای الگوریتم و معیار پراکندگی الگوریتم MOPSO کارایی بالایی را از خود نشان داد و بر اساس معیارهای فاصله، همگرایی و فاصله نسلی الگوریتم MOGOA کارایی بالایی را از خود نشان داد. با توجه به معیار تعداد راه حل های واقع در جبهه بهینه پارتو الگوریتم MOALO کارایی بالاتری را نسبت به دیگر الگوریتم ها از خود نشان داده است. همچنین الگوریتم های MOALO و MOGOA جبهه بهینه پارتو را به نحو موثری پوشش داده اند و می توان گفت راه حل هایی که این دو الگوریتم در جبهه بهینه خود یافته اند یک مجموعه غنی از راه حل های بهینه را ایجاد نموده که نه تنها جبهه بهینه پارتو را به نحو موثری پوشش داده بلکه بر راه حل های الگوریتم دیگر نیز غلبه دارد. بنابراین به نظر می رسد هیچ یک از معیارهای مذکور نمی تواند به تنهایی ملاک برتری یک الگوریتم نسبت به دیگر الگوریتم ها در حل یک مسئله بهینه سازی باشد.
کلید واژگان: الگوریتم ازدحام ذرات، الگوریتم ملخ، الگوریتم مورچه گیر، معیار عملکرد، همگراییin this research, two conflicting objective functions used to solve the problem of optimization operation of Sistan's Chah Nimeh reservoirs. The first objective function defined minimizing the total of second power of difference between agricultural demand and release and the second objective function defined maximizing the reliability index. In this study, to compare the studied algorithms, the criteria of the algorithm's run time, the number of solutions in the optimal Pareto front, and distance, dispersion, convergence and generation distance were taken. The results of the study of Meta-Heuristic algorithms indicated that among MOPSO, MOGOA and MOALO algorithms, MOALO and MOGOA algorithms were more efficient than MOPSO algorithm. According to the performance criteria of the algorithm's run time and the dispersion criteria, the MOPSO algorithm showed high efficiency and according to the performance criteria of the distance, convergence and generation distance criteria, the MOGOA showed high efficiency. According to the performance criteria of the number of solutions on the optimal Pareto front MOALO algorithm showed high efficiency. Also, MOALO and MOGOA algorithms effectively covered optimal pareto front. It can be said, the solutions of these algorithms find in themselves optimal pareto front, create a rich set of optimal solutions that not only effectively cover the optimal Pareto front, but also dominate the solutions of the other two algorithms. Therefore, it seems that none of these performance criteria can alone determine the superiority of an algorithm than other algorithms in solving an optimization problem.
Keywords: Antlion Algorithm, Convergence, Grasshopper Algorithm, Particle swarm algorithm, Performance Ceriteria -
One of the most common methods for estimating suspended sediment of rivers is sediment rating curve. For better estimation of the amount of suspended sediment based on the sediment curve rating equation, it is possible to optimize its coefficients. One of the methods used for optimizing the coefficients of the sediment curve rating equation is taking advantage of meta-heuristic algorithms. The main objective of this research is the use of grasshopper optimisation algorithm to optimize the relationship between discharge and sediment discharge and comparison the results of this model with genetic algorithms and particle swarm. With respect to the objective function, which minimizes the difference between the measured values of the sediment and the calculated values of that, the optimal values of these coefficients are determined. The results of this research indicated since the objective function, grasshopper optimisation algorithm compared with Genetic algorithm and particle swarm optimization has a good performance. So that grasshopper optimisation algorithm with 7694507 values has the best performance in this problem and then PSO and GA algorithms with 7702357 and 7703750 have a good performance and finally this value in sediment rating curve is equal to 9163544.
Keywords: Genetic Algorithm, Met-Heuristic Algorithm, Particle Swarm Algorithm, Suspended Sediment -
هدف مقاله حاضر توسعه روش ترکیبی اجزای محدود- تفاضل محدود به منظور حل مسائل معکوس به صورت کمی می-باشد که در آن، محیط مسئله در نواحی دور از ناهمگنی با استفاده از روش تفاضل محدود مدل می گردد و فضای مسئله در حوالی ناهمگنی با استفاده از روش المان محدود مدلسازی می شود و به این ترتیب به طور همزمان از قابلیت های انعطاف پذیری روش المان محدود و سرعت بالای آنالیز روش تفاضل محدود بهره گرفته می شود.
در این مقاله، از روش فوق به همراه الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای اولین بار در حل مسائل معکوس الاستواستاتیک و الاستودینامیک استفاده شده است. الگوریتم بهینه سازی در نرم افزار MATLAB کد نویسی شده است و با نرم افزار OpenSees ارتباط داده شده اند، به گونه ای در هر گام زمانی، مسئله ابتدا در نرم افزار OpenSees به صورت اجزای محدود حل می گردد و سپس نتایج برای گام زمانی بعدی بر اساس الگوریتم روش المان محدود-تفاضل محدود در برنامه تهیه شده در نرم افزار MATLAB تعیین می گردد و سپس در قسمت الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات کد تهیه شده، مقادیر متغیر تا حداقل شدن تابع هزینه به پیش می رود. به منظور ارزیابی کارایی روش مورد استفاده، چندین مثال با هدف شناسایی موقعیت و ابعاد ناهمگنی موجود در محیط و همچنین مشخصات مکانیکی مصالح با استفاده از بارگذاری استاتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده حاکی از حل مسائل با دقت قابل قبول می باشد، به گونه ای که در تعیین موقعیت و هندسه کمتر از 10 درصد و در تعیین مشخصات مکانیکی بدون خطا مشاهده گردید.کلید واژگان: روش ترکیبی اجزای محدود، تفاضل محدود، الگوریتم ازدحام ذرات، مسائل کمی معکوس، الاستودینامیک دوبعدیIt is clear that, having a exact knowledge about the geometry and properties of the materials and the domain that engineering problems are involved are very important specially in structural health monitoring, geotechnical earthquake engineering and other related field in civil engineering; in many cases, it might be useful if a suitable inverse solution is applied in order to detect the characteristics of the problems domain.
The main purpose of this paper is to development of the hybrid finite element- finite difference method for solving inverse elastodynamic and elastostatic scattering problems and combining that with particle swarm optimization algorithm as a quantitative approach fo solving these types of the problems. This hybrid method has been used in order to preparing the forward solution of the problems and by defining a suitable cost function and minimizing that using PSO algorithm, various kind of inverse problems are solved.
In general, an inverse scattering problem can be solved using qualitative or quantitative approaches. In some branches of quantitative techniques, usually, a forward solution is required and then using heuristic algorithm, the goal will be achieved. In this study, a hybrid FE-FD method is used as forward solver (which has the flexibility of finite element method and low computational cost of finite difference method); so, the domain inside and outside of the inclusion will be dicretized using finite difference method and the boundaries near the inclusion will be discretized by finite element method, and in this condition, the solution will be more flexible near the scatterer. In each solution step, first the finite element will be solved and the results will be transferred to the finite difference code and when the result is prepared in it, again, the response of the problem will go to finite element region.
In this research, at first, a geometry and related location will be assumes, randomly and then regarding that, using an OpenSees program code, the boundaries of the inclusion will be discretized and using the MATLAB program the related to finite difference region is discretized, then the results from these two codes will go and back until the response goes converge. Then, the PSO code which is developed in MATLAB will qualify the results and evaluate the cost function (e.g., the cost function is defined by minimizing the the error between the displacement that is from the main model and the predicted model), and if the cost function is large, the PSO algorithm will propose the new location and/or geometry of the inclusion and again, the loop will be repeated until the cost function be near the zero and the solution procedure will be terminated.
In order to evaluate, the efficiency and accuracy of the proposed approach, several problems are solved, where this algorithm could find the location and geometry of the inclusions (e.g., regular and irregular inclusion), the non-homogeneity of the inclusion and also detecting the soil layers by both static and dynamic loading.; the results show a very good accuracy as well as efficiency of the proposed approach for solving inverse problems in bounded and smi-infinite domains.Keywords: Hybrid FEM-FDM method, Particle Swarm Algorithm, Quantitative inverse problems, 2D Elastodynamic -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال چهل و ششم شماره 4 (پیاپی 85، زمستان 1395)، صص 37 -49امروزه استفاده از الگوریتم های بهینه یابی بر اساس روش های فراابتکاری با توجه به انعطاف پذیری و سرعت بالای پردازش از اهمیت خاصی برخوردار شده است. در مطالعه حاضر، جهت انجام عیب یابی در سازه های شابلونی فراساحل، فرآیند عیب یابی به صورت یک مسئله بهینه یابی مطرح و از الگوریتم اجتماع ذرات جهت حل مسئله استفاده می گردد. پروسه عیب یابی با رصد پارامترهای مودال همانند فرکانس و توابع پاسخ فرکانسی سازه انجام می پذیرد. بدین منظور، بعد از مدل سازی سکوی شابلونی در محیط نرم افزار ANSYS مبادرت به برداشت پارامترهای مودال سازه شده سپس کدهای اجزای محدود جهت انجام تحلیل مودال در MATLAB طرح ریزی می شود. در این مطالعه، وقوع خرابی به صورت کاهش در سختی، بدون تغییر در جرم سازه تعریف می گردد. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، سناریوهای مختلف خرابی در مدل اجزای محدود سازه شابلونی اعمال و فرکانس های طبیعی و توابع پاسخ فرکانسی سازه معیوب برداشت می گردند. پارامترهای اندازه گیری شده در این مرحله به عنوان ورودی الگوریتم اجتماع ذرات جهت حل مسئله بهینه یابی مبتنی بر فرکانس و توابع پاسخ های فرکانسی سازه وارد می شوند تا عملکرد الگوریتم تهیه شده در شناسایی درصد و محل وقوع خرابی بررسی گردد. نتایج حاصله مبین این حقیقت هستند که الگوریتم پیشنهادی در تشخیص سناریوهای خرابی کاملا موفق عمل کرده است و همچنین دقت الگوریتم در شناسایی شدت خرابی ها در حالت توابع هدف مبتنی بر توابع پاسخ فرکانسی سازه نسبت به فرکانس بالا است.کلید واژگان: عیب یابی، بهینه یابی، پارامترهای مودال، الگوریتم اجتماع ذرات، توابع پاسخ فرکانسی، فرکانس طبیعیJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:46 Issue: 4, 2017, PP 37 -49Creation the necessary conditions to achieve reliable methods to estimate and detect structural damages of the main objectives of the research has been done in recent years. Due to the fact that each structure has its own characteristics, achieving to high reliable methods in the field of civil engineering is faced with a serious challenge [1, 2]. A number of researchers have proposed several methods based on different parameters and indices. But, vibration-based damage detection has been significantly developed in the past several decades but it has yet to be fully realized for large-scale structures and its technology is still developing rapidly [3]. In the vibration-based damage detection, the most widely used condition indices are modal parameters. In this research, new damage detection method based on combination optimization problem is introduced. In this study, modal parameters (Frequency, Frequency Response Function) used to detect and quantify damage with solving the inverse problem of optimization by particle swarm optimization (PSO) algorithm. Different damage scenarios apply on model and modal parameters is extracted and insert to the algorithm. According to results of solution the suitable parameter is introduced. Also, about the algorithm ability to detect damage scenarios discussed.Keywords: Damage detection, Optimization, Modal parameters, Particle swarm algorithm, Frequency response function, Natural frequency
-
مخازن بتنی یکی از سازه های مهم در نگهداری سیالات به منظور ذخیره سازی و استفاده در شبکه های انتقال سایلات می باشند. این مخازن مستطیلی معمولا دارای اشکال ثابتی بوده و با توجه به میزان دبی ورودی، شرایط زمین ساختگاه، نوع بار استاتیکی و دینامیکی طراحی و محاسبه می گردند. در این تحقیق بر اساس آنالیزهای انجام شده در ابتدا المان های جداره های مخزن تیپ شده و سپس میزان دامنه ضخامت پوسته و سطح مقطع میلگرد مصرفی حداقل و حداکثر در هر یک از المان ها بر اساس میزان تنش حداکثری مشخص شده اند. در مرحله بعد برپایه آنالیز مخزن و به کمک الگوریتم رابطپارامتریک شناسایی سیستمسازه ها اطلاعات مربوطه با کد الگوریتم اجتماع ذرات که یک الگوریتم جستجوی اجتماعی می باشد ترکیب شده تا میزان ضخامت بهینه مقاطع المان های پوسته مخزن به همراه میزان بهینه سطح مقطع میلگردهای مصرفی مشخص شوند. با توجه به مدل های خطی ریاضی بسیار پیچیده برای جانمایی صحیح و زوایای مربوط به زنجیره ای از غلاف های تقویتی پیرامونی که باعث بهسازی لرزه ای سازه می شوند، یک رابطه دو طرفه بین نرم افزار مدل سازی و کد الگوریتم اجتماع ذرات در جهت بهینه سازی انتخاب گردیده است. در انتها میزان مقایسه ای وزن بهینه سازی شده مخزن بتنی توسط غلاف تقویتی پیرامونی با روش های متداول مورد ارزیابی قرار گرفته است که نشان دهنده کاهش 19% وزن میلگرد مصرفی، 20% وزن بتن مصرفی و حداقل صرفه جویی13% هزینه ساخت بر اساس آیتم های فهرست بهاء در یک مخزن شاخص بتنی 000/10 متر مکعبی شده است.کلید واژگان: بهینه سازی، الگوریتم اجتماع ذرات، مخازن بتنی، غلاف تقویتی پیرامونی، پایش سازه هاReinforced concrete reservoirs (RCR) have been used extensively in municipal and industrial facilities for several decades. The design of these structures requires that attention be given not only to strength requirements, but to serviceability requirements as well. These types of structures will be square, round, and oval reinforced concrete structures which may be above, below, or partially below ground. The main challenge is to design concrete liquid containing structures which will resist the extremes of seasonal temperature changes, a variety of loading conditions, and remain liquid tight for useful life of 50 to 60 years. In this study, optimization is performed by particle swarm algorithm basd on structural design. Firstly by structural analysis all range of shell thickness and areas of rebar find. In the second step by parameter identification system interchange algorithm, source code which developed in particle swarm algorithm by MATLAB software linked to analysis software. Therefore best and optimized thicknesses and total area of bars for each element find. Lastly with circumferential stiffeners structure optimize and show 19% decrease in weight of rebar, 20% decrease in volume of concrete, and 13% minimum cost reduction in construction procedure compared with conventional 10,000 m3 RCR structures.Keywords: Stiffeners Strips, Particle Swarm Algorithm, Reinforced Concrete Reservoirs, Optimization
-
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:1 Issue: 4, Autumn 2011, PP 633 -645One primary problem in shape optimization of structures is making a robust link between design model (geometric description) and analysis model. This paper investigates the potential of Isogeometric Analysis (IGA) for solving this problem. The generic framework of shape optimization of structures is presented based on Isogeometric analysis. By discretization of domain via NURBS functions, the analysis model will precisely demonstrate the geometry of structure. In this study Particle Swarm Optimization (PSO) is used for Isogeometric shape optimization. The option of selecting the position and weight of control points as design variables, needless to sensitivity analysis relationships, is the superiority of the proposed method over gradient-based methods. The other advantages of this method are its straightforward implementationKeywords: Isogeometric Analysis, NURBS, exact geometry, shape optimization, particle swarm algorithm
- 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.