optimization algorithms
در نشریات گروه مکانیک-
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:16 Issue: 2, Jun 2023, PP 77 -90Joints are considered the weakest part of an engineering structure and failure usually occurs in this region, firstly. One of the main factors in the rupture of adhesive joints is the normal stresses between the layers created by the presence of an out-of-center load and bending moment. The present research work has focused on the influence of parameters including the adhesive zone length, adhesive and adherend layer thickness on reducing the amount of normal interlayer stress in a single-lap adhesive joint. Optimization of parameters have been done using BA and PSO optimization algorithm. The distribution of normal and shear stresses are based on two-dimensional elasticity theory that includes the complete stress-strain and strain-displacement relations for the adhesive and adherends. The results obtained from current research revealed that by optimization of mentioned parameters, the value of peeling stress is significantly reduced. Although increasing in Young’s modulus of adhesive layer leads to an increase in normal stress of the joint, it creates a more uniform stress distribution at the edges. The outcomes also revealed that increasing the length of the joint zone and the thickness of adherends can improve the interlayer normal stress in the adhesive joint.Keywords: Adherend, Adhesive, Adhesive Joint, Interlayer Normal Stress, Optimization Algorithms
-
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:15 Issue: 3, Sep 2022, PP 55 -69
In this paper, a new approach to the use of genetic algorithms and the predictive control method, for goal tracking is presented. A hypothetical rocket is modelled for the analyses. Rocket guidance algorithm is developed to achieve a desired mission goal according to some performance criteria and the imposed constraints. Given that goals can be fixed or moving, we have focused and expanded on this issue in this study and also the dynamic modelling of flying objects with six-degrees-of-freedom (DOF) is used to make the design more similar to the actual model. The predictive control method is used to predict the next step of rocket and aim movement. At each step of the problem, the rocket distance to the aim is obtained, and a trajectory is predicted to move the rocket towards the purpose. The objective function of this problem, in addition to the distance from the rocket position to the target, are also parameters of the dynamic model of the rocket. Therefore, these parameters are optimized at each step of the problem solving. Ultimately, the rocket strikes the intended aim by following this optimal path. Finally, for the validation of the model, numerical results are obtained for both Genetic Algorithms (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO). Simulation results demonstrate the effectiveness and feasibility of the proposed optimization technique.
Keywords: Genetic Algorithm, optimal path design, Optimization Algorithms, Particle swarm Algorithm, Predictive control -
In this study, five different heat exchangers (HE) including, plate-fin (PFHE), fin tube (FTHE), rotary regenerator (RR), shell and tube (STHE) and gasket plate (GPHE) are optimized using four different algorithms including the binary genetic algorithm (BGA), real parameter genetic algorithm (RGA), particle swarm optimization (PSO) algorithm and the differential evolution (DE) algorithm. Verified codes are used for all heat exchangers and total annual cost (TAC) is considered as the objective function and heat exchanger configuration parameters are chosen as design parameters in all studied exchangers. RGA has the lowest insensitivity to the algorithm input parameters, or lowest relative standard deviation (RSD), for all studied heat exchangers. The best TAC in the GPHE, FTHE, PFHE, RR, STHE can be achieved in the points <C1, C2> = (0,0.6), (0, 1.95), (0, 1.5), (0, 2.1), (0, 1.65) and < , > = (2.4,2.4), (1, 2.4), (3.25, 3.75), (3.15, 3), (2.6, 2.8) where the lowest run- time and RSD are our basic requirements, respectively. The results also reveal that DE has the worst result in the case of RSD and GA has the worst result in the case of run-time. Finally, RGA is recommended for the optimization of different types of heat exchangers.
Keywords: Different Types of Heat Exchangers, Optimization Algorithms, Objective Function, AlgorithmOperating Parameters -
موتور استرلینگ به دلیل برخی مزایا از جمله سروصدای کم، احتراق خارجی بودن و توانایی استفاده از انرژی خورشیدی و دیگر انرژی های نوین، توجه پژوهشگران را در سال های اخیر به خود جلب نموده است. همچنین این موتورها در کاربردهایی با اختلاف دمای کم و یا زیاد قابل استفاده هستند. بدیهی است نوع سیلندرهای مورد استفاده، نحوه چیدمان آن ها و مکانیزم منتقل کننده حرکت می تواند بر روی عملکرد این موتور تاثیرگذار باشد. از سویی مهندسان و طراحان همواره به دنبال افزایش راندمان و کارایی در سیستم های مکانیکی هستند که در موتورها می تواند منجر به افزایش کار و یا توان خروجی موتور شود. در این مطالعه، در ابتدا به تحلیل ابعادی انواع مختلف موتور استرلینگ پرداخته می شود. سپس با تعریف پارامترهای هندسی موتور به عنوان متغیرهای طراحی، کار خروجی موتور با استفاده از روش های بهینه سازی بیشینه خواهد شد. همچنین، برای جلوگیری از افزایش ابعاد موتور و فضای اشغالی آن، از روابط قیدی در مساله استفاده خواهد شد. بهینه سازی سینماتیکی بر روی چهار نوع مختلف از موتور استرلینگ اعمال می شود. برای حل مساله از سه روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، الگوریتم ازدحام ذرات و الگوریتم رقابت استعماری استفاده شده است. نتایج بهینه سازی سینماتیکی نشان می دهد کار خروجی موتور با ابعاد بهینه، حدودا 45/1 تا 59/4 برابر شده است.
کلید واژگان: موتور استرلینگ، سینماتیک، ترمودینامیک، روش های بهینه سازی، کار خروجیThe Stirling engine has attracted researchers' attention in recent years due to some advantages such as low noise, external combustion, and the ability to use solar and other new energy sources. Moreover, these engines can also be used in applications with a low or high-temperature difference. The type of cylinders, their arrangement, and the transmission mechanism can affect this engine's performance. On the other hand, engineers and designers are always looking to increase the efficiency and effectiveness of mechanical systems, which in engines can lead to increasing the engine's work or power. In the current study, firstly, the dimensional analysis of different types of Stirling engines is done. Then, by defining the engine's geometric parameters as the design variables, the engine's output work will be maximized using optimization algorithms. Also, in order to prevent the increase of the dimensions of the engine and its occupied space, a new constraint in the problem will be used. Kinematic optimization is applied to four different types of Stirling engines. Three algorithms, namely GA, PSO, and ICA, have been used to solve the optimization problem. The results of kinematic optimization show that the output work of the engine with optimal dimensions has increased approximately 1.45 to 4.59 times.
Keywords: Stirling Engine, Kinematic, Thermodynamic, Optimization Algorithms, Output Work -
استفاده از چندین عامل هوشمند به صورت توزیع شده، به علت مزایای عملیاتی بهتر نظیر مقاوم بودن، پردازش موازی، اسکیل پذیری و بهینگی هزینه، به استفاده از یک سیستم جامع متمرکز ترجیح داده می شود. این امر در ماموریت های هوایی به دلیل ابعاد فضای عملیات و محیط عملکردی نامعین، از اهمیت به مراتب بیش تری برخوردار می گردد. یکی از عملیات های متداول در سامانه های هوایی چند عامله، عملیات جستجو است. در یک عملیات جستجو فضای مورد پویش می بایست به طریقی مطلوب میان عامل ها تقسیم شود و هر عامل به نحوی مطلوب در راستای بهترین پویش ممکنه در فضای اختصاص یافته به آن گام بردارد. با توجه به ساختار شبکه های توزیع شده، نحوه ی تبادل داده، اعم از اطلاعات بدست آمده از محیط و جهت حرکت عامل در آینده ی نزدیک در انتخاب مسیر توسط سایر عامل ها موثر خواهد بود. در این مقاله مسئله جستجوی چند عامله شامل چندین پرنده ی بدون سرنشین، به صورت توزیع شده در نظر گرفته شده است. بر این اساس ابتدا مدل سینماتیکی پرنده های بدون سرنشین، مدل ریاضی فضای جستجو، حسگر تصویری و ارتباط مخابراتی ارائه می شود. سپس با استفاده از قاعده ی بیزین، به روزرسانی و به اشتراک گذاری اطلاعات انجام میگردد. در ادامه، طراحی مسیر پرواز پرنده ها به صورت یک مسئله کنترل پوشش تعریف شده و به کمک چهار الگوریتم بهینه سازی متفاوت بررسی می شود. عملکرد الگوریتم ها با انجام چند شبیه سازی متفاوت، با یکدیگر مقایسه و نتایج تحلیل آن می گردد.کلید واژگان: سیستم چندعامله، جستجوی مشارکتی، کنترل توزیع شده، الگوریتم های بهینه سازی، قاعده بیزVastness of operation airspace and uncertain environment in aerial search missions, makes utilizing multiple intelligent agents more preferable to integrated centralized systems due to robustness, parallel computing structure, scalability, and cost optimality of distributed systems. Cooperative search missions require the search space to be divided properly between agents. In order to minimize the uncertainty, the agents will calculate the best path in the assigned space partition. According to the communication topology, environmental information and the near-future decisions are shared between agents. In this paper, cooperative search using multiple UAVs has been considered. First, mathematical representation of the search space, kinematic and sensor model of UAVs, and communication topology have been presented. Then, an approach has been proposed to update and share information using the Bayes’ rule. Afterwards, path planning problem has been solved using different optimization algorithms namely First-order Gradient, Conjugate Gradient, Sequential Quadratic Programming, and Interior Point Algorithm. Finally, the performance of these algorithms have been compared according to mean uncertainty reduction and target detection time.Keywords: Multi-Agent System, Cooperative Search, Distributed Control, Optimization Algorithms, Bayes Rule
- 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.