genetic algorithm
در نشریات گروه مهندسی دریا-
در این پژوهش یک طراحی بهنیه برای پوشش های جاذب صوت زیرآبی ارایه شده است. به دلیل زمان و هزینه ی محاسباتی بسیار زیاد فرآیند بهنیه سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک با استفاده از حل گر المان محدود، هسته ی بهینه سازی بر اساس ترکیب الگوریتم ژنتیک و مدل جایگزین بر پایه ی شبکه های عصبی مصنوعی، در نظر گرفته شد. آموزش شبکه عصبی مبتنی بر حل گر المان محدود قرار داده شد و در گام بعدی صحت پاسخ های مدل جایگزین ارزیابی گردید. سپس فرآیند بهنیه سازی با استفاده از این مدل، انجام پذیرفت و نتایج حاصل نشان داد که در حوزه فرکانس پایین (زیر 10 کیلوهرتز)، حفره ی بهینه، مخروطی و با راسی نزدیک به سطح ورود موج به پوشش، بدست خواهد آمد. اما برای کل بازه ی فرکانسی، شکل حفره ی بهینه، مخروطی اما در جهت عکس حالت فرکانس پایین است. بنابراین انتخاب بازه مطلوب فرکانس در پروسه طراحی و بهینه سازی بسیار اهمیت دارد. همچنین پاسخ بهینه، به صورت مشخص دارای عملکرد بهتری نسبت به پوشش های به صورت تصادفی آزموده شده ی دیگر بود. علاوه بر این با افزایش تعداد متغیرهای بهینه سازی، پاسخ بهینه قطعا تغییر کرده و اما پیچیدگی مسئله نیز به شدت افزایش خواهد یافت.
کلید واژگان: بهینه سازی، مدل جایگزین، الگوریتم ژنتیک، جاذب صوت، شبکه عصبی مصنوعیThis research introduces the optimal design for underwater sound-absorbing linings. To address the time and computational cost of the optimization process, a combined approach of the genetic algorithm and a surrogate model using artificial neural networks was implemented. The results conclusively demonstrate that the best cavity shape for the low-frequency domain is conical with an apex near the surface of the entering wave. In contrast, a conical shape in the opposite direction of the low-frequency case is optimal for the entire frequency range. Selecting the best frequency range is crucial for the design and optimization process. The optimal response significantly outperformed other randomly established linings, validating the chosen approach. Additionally, increasing the number of optimization variables will undoubtedly alter the optimal solution, albeit with a considerable increase in problem complexity.
Keywords: Optimization, Surrogate Model, Genetic Algorithm, Sound Absorbing, Artificial Neural Network -
حمل ونقل دریایی شاخه ای از حمل ونقل است که نقشی حیاتی در تجارت بین الملل ایفا می کند. پایانه های کانتینری در بنادر، تنها نقطه اتصال میان حمل ونقل دریایی و زمینی کالا در زنجیره جهانی حمل ونقل کالا را تشکیل می دهند. یکی از چالش برانگیزترین عملیات پایانه کانتینری زمان بندی جرثقیل های اسکله به منظور تخلیه و بارگیری محموله های کانتینری از شناور پهلوگیری شده در اسکله می باشد. با این وجود، به علت دلایل مختلف عدم قطعیت مانند خرابی جرثقیل ها در حین انجام کار، تاخیر در زمان ورود شناور و... باعث ایجاد اختلال در برنامه زمان بندی اولیه جرثقیل های اسکله می شود. در این تحقیق روشی جهت ارائه برنامه زمان بندی مجدد جرثقیل های اسکله در شرایط عدم قطعیت با رویکرد کاهش تاخیر وارده ارائه شده است. مدل سازی به کار گرفته شده به صورت برنامه عدد صحیح مختلط می باشد که برای اجرای مدل برای حل دقیق از روش GAMS و برای حل مسئله در ابعاد واقعی استفاده از الگوریتم تکاملی ژنتیک می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که انحراف ایجاد شده بین زمان بندی اولیه جرثقیل های اسکله و زمان بندی مجدد در شرایط تصادفی و اعمال پارامترهای عدم قطعیت به میزان حداقل 27% کاهش می یابد.کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی تصادفی، زمان بندی مجدد جرثقیل های اسکله، مدیریت اختلال، عدم قطعیتMaritime transport is a branch of transport that plays a vital role in international trade. Container terminals in ports are the only connection point between sea and land freight in the global supply chain. One of the most challenging operations of the container terminal is scheduling the quay cranes to loading and discharge container from the containership at the berth. However, due to various reasons of uncertainty such as failure of cranes during operation, delay in the arrival time of the vessel, etc., cause disruption in the initial scheduling of quay cranes. In this research, a method has been proposed to adjust the rescheduling schedule of quay cranes in uncertainty conditions with the approach of reducing the delay of operation. The modeling used is a mixed integer program that uses the GAMS method to process the model for accurate solution and to use the genetic algorithm to solve the problem in real dimensions. The results of this study show that the deviation between the initial scheduling of quay cranes and rescheduling in random conditions and the application of uncertainty parameters is reduced by at least 27%.Keywords: Genetic Algorithm, Stochastic Programming, Quay Crane Rescheduling, Disruption Management, Uncertainty
-
در چند دهه اخیر از روش های مختلف الگوی پیش بینی موج استفاده شده است. روش های تجربی، مدل های عددی و الگوریتم محاسبات نرم از این گونه روش ها محسوب می شود. در این تحقیق، در2 بخش مختلف به پیش بینی ارتفاع امواج خلیج مکزیک پرداخته شده است. در بخش اول الگوریتم ALM و مدل GIDS و در بخش دوم روش های تجربی SPM و CEM بررسی شده است. بدین منظور در ابتدا با استفاده از مدل ALM و GIDS به پیش پردازش داده های جمع آوری شده و فاکتور تنش باد در مدل SPM پرداخته شد. پس از بررسی-ها مشخص گردید که فاکتور تنش باد بایستی با ضریب اصلاحی بدون بعد (p⁄(1/2 ρ〖u_10〗^2)) تصحیح شود. در مرحله بعد مناسب ترین ورودی مدل GIDS انتخاب و جهت کاهش زمان این مدل سازی ترکیبات مختلفی از فاکتور تنش باد اصلاح شده (U_a) با طول موج گاه، در نظر گرفته شد که نتیجه بر آن شد که پارامتر U_a (gX)^(-0.02) مناسب ترین ورودی مدل GIDS در پیش بینی ارتفاع امواج است. در قسمت دوم مقاله هر یک از مدل های SPM و CEM اجرا و با مدل GIDS بهینه شده مورد مقایسه قرار داده شد. نتایج نشان داد که مدل GIDS، در پیش بینی ارتفاع امواج خلیج مکزیک دقت بالاتری را دارد. سپس ضریب تصحیح سرعت باد با بکارگیری الگوریتم ژنتیک اصلاح گردید و با این عمل مدل SPM اصلاح و به عنوان مناسب ترین مدل پیش بینی ارایه گردید.
کلید واژگان: پیش بینی ارتفاع موج، خلیج مکزیک، روش SPM، روش CEM، مدل GIDS، الگوریتم ژنتیکIn recent decades, different methods of wave prediction model have been used. Experimental methods, numerical methods, soft computing algorithms are among such methods. In this study, the height of the waves in the Gulf of Mexico is predicted in two different sections. In the first part, the ALM algorithm and GIDS model and in the second part, the experimental methods of SPM and CEM are investigated. For this purpose, first, the collected data and wind stress factor in SPM model were pre-processed using ALM and GIDS models. After investigations, it was determined that the wind stress factor should be corrected with a dimensionless correction factor p⁄((1⁄2 ρ〖〖 u〗_10〗^2 ) ). In the next step, the most suitable input of the GIDS model was selected and in order to reduce the time of this modeling, different combinations of modified wind stress factor Ua with wavelength were considered, which resulted in the parameter U_a (gX)^(-0.02) The most appropriate input for the GIDS model is in predicting the height of the waves. In the second part of the paper, each of the SPM and CEM models was implemented and compared with the optimized GIDS model. The results showed that the GIDS model was more accurate in predicting the wave height of the Gulf of Mexico. Then the wind speed correction coefficient was modified using a genetic algorithm and with this operation the SPM model was modified and presented as the most appropriate prediction model.
Keywords: Wave Height Prediction, Gulf of Mexico, SPM Method, CEM Method, GIDS Model, genetic algorithm -
امروزه حمل و نقل دریایی نقش بزرگی در تجارت جهانی دارد. ویژگیهای بارز حمل و نقل کانتینری کالا باعث شده است روز به روز بر تعداد کشتی های کانتینربر افزوده شود و پیشرفتهای چشمگیری در ساخت و بهره برداری از این کشتی ها حاصل گردد.
در این تحقیق، ابعاد اصلی یک کشتی کانتینربر با توجه به معیارهای مختلف بهینه سازی شده است. اهداف این بهینه سازی، کاهش مقاومت هیدرودینامیکی کشتی و کاهش وزن سازه کشتی می باشد. در ابتدا اطلاعات لازم برای بهینه سازی جمع آوری شده و قیود مسیله مشخص می گردد. سپس با استفاده از ماژول بهینه سازی الگوریتم ژنتیک نرم افزار متلب بهینه سازی انجام می گیرد. همچنین، یک کد نرم افزاری توسعه داده شده و مسیله بهینه سازی با استفاده از این کد حل می شود. نتایج نشان می دهد الگوریتم ژنتیک می تواند بعنوان ابزار مناسبی جهت بهینه سازی ابعاد کشتی ها مورد استفاده قرار بگیرد.کلید واژگان: بهینه سازی، کانتینربر، مقاومت هیدرودینامیکی، وزن سازه، الگوریتم ژنتیکToday, marine transportation has a significant role in global trade. The characteristics of the containerized shipping have made the number of container ships grow every day and made significant improvements in the construction and operation of these ships.
In this research, the main dimensions of a container ship are optimized according to different objectives. This optimization aims to reduce both hydrodynamic resistance and the steel weight of the ship. Initially, the information needed for optimization is specified, and the problem's constraints are determined. Then, the optimization is done using the optimization tool of the genetic algorithm toolbox in Matlab software. Also, a software code is developed, and the optimization case is done using this code. The results show that the genetic algorithm can be used as a practical tool for optimizing the dimensions of the ships.Keywords: Optimization, Container Ship, Resistance, Steel Weight, Genetic Algorithm -
پوشش های جاذب راداری یکی از فناوری های کلیدی در زمینه کاهش سطح مقطع راداری و در نتیجه رادارگریزی سامانه های دریایی و هوایی می باشند. در این مقاله با بررسی خواص زاویه بروستر در انواع ساختارهای شامل محیط های پیچیده الکترومغناطیسی نشان داده شد که چکونه می توان با استفاده از این مفهوم و مهندسی زاویه بروستر، به جاذب های فوق پهن باند دست یافت. همچنین نشان داده شد که چگونه می توان به طراحی جاذب های چند بانده با پایداری زاویه ای بالا با استفاده از مواد ناهمسانگرد پرداخت. در نهایت با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک دو نوع جاذب کاربردی با حداقل ضخامت و در باندهای فرکانسی و محدوده زاویه ای مورد نظر طراحی شده و میزان جذب آن مورد ارزیابی قرار گرفته است.
کلید واژگان: مواد جاذب راداری، پوشش های بدون انعکاس، کاهش سطح مقطع راداری، الگوریتم ژنتیک، محیط های پیچیده الکترومغناطیسیRadar absorbing materials are one of the key technologies in reducing the radar cross-section and thus RCS reduction of air and sea systems. In this paper, by examining the properties of the Brewster angle in various electromagnetic structures, it was shown how the ultra-broadband absorbers can be achieved by using this concept and engineering the Brewster angle. It was also shown how to design multi-band absorbers with high angular stability using anisotropic materials. Finally, using the genetic algorithm optimization method, two types of applied absorbers with minimum thickness and in the desired frequency bands and angular range are designed and their absorption characteristics are evaluated.
Keywords: radar absorbing material, Anechoic Coating, Radar Cross Section Reduction, genetic algorithm, Electromagnetic Complex Media -
در مقاله حاضر، تلاش شده است که به روش تجربی، خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم 5083 جوشکاری شده با گاز محافظ بی اثر توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی تحلیل شود. برای این منظور، فرآیند، در سه سرعت چرخش 500 ،750 و 1000 دور بر دقیقه و با سرعت پیشروی 100 سانتی متر در دقیقه صورت گرفت. به منظور دستیابی به میزان تاثیر فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بر ریزساختار آلیاژ مورد آزمایش، نمونه های جوشکاری شده و تحت فرآیند قرار گرفته، مورد مطالعه قرار گرفتند. همچنین، ریزسختی و استحکام کششی هر یک از نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. سپس با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، مقدار بهینه سرعت چرخش محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ساختار منطقه متاثر از حرارت را بطور قابل توجهی ریزتر می کند و علاوه بر این، موجب کاهش موثر نقص هایی نظیر تخلخل و عدم ترشوندگی ناشی از منطقه ذوب جوش می شود. از طرف دیگر، نتایج حاصل از بهینه سازی بیانگر آن است که مناسب ترین استحکام، در سرعت دورانی820 دور در دقیقه به دست می آید. در این سرعت، اندازه دانه ها در مقایسه با منطقه متاثر از حرارت در حالت پایه، 96٪ کاهش می یابد. تصاویر سطح مقطع شکست نمونه بهینه، بر خلاف نمونه های دیگر، نشانگر این است که شکست در قسمت پنجه جوش اتفاق نیفتاده است، که این را می توان به حذف حفره های موجود در پنجه جوش توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی نسبت داد.
کلید واژگان: آلیاژ آلومینیم، فرآیند اصطکاکی اغتشاشی، ریزساختار، خواص مکانیکی، الگوریتم ژنتیکIn the present paper, an attempt has been made to improve the mechanical properties of 5083 aluminum alloy welded by metal inert gas method followed by frictional stir process using an experimental method. For this purpose, the FSP process was performed in three rotation velocities of 500, 750, and 1000 rpm and with a forward velocity of 100 cm/min. In order to achieve the effect of FSP process on the microstructure of the tested alloy, welding samples, as well as frictional stir process samples, were studied. Thus, the microhardness and tensile strength of each sample were investigated. Then, using the genetic algorithm method, the optimal value of the rotation velocity was calculated. The results showed that the FSP process makes the heat affected area finer in terms of granulation and in addition, defects such as porosity and non-wettability due to the molten weld area are reduced or eliminated by the frictional stir process. On the other hand, the results of optimization indicate that the most suitable strength is obtained at a rotational velocity of 820 rpm. At this speed, the grain size is reduced by 96% compared to the heat affected area in the initial base state. Also, the cross-sectional images of the optimal sample fracture, unlike other samples, show that the fracture did not occur in the weld area, which can be attributed to the removal of cavities in the welded area by the frictional stir process.
Keywords: Aluminum alloy, Friction stir process, Microstructure, Mechanical properties, genetic algorithm -
از منظر تنوع زیستی، جزایر مرجانی مانند جنگل های استوایی، متنوع ترین اکوسیستم های جهان و شاخصی از سلامت اکوسیستم محسوب می شوند اما اکثر این جزایر به دلیل تحولات توریستی و نیز تاثیرات تغییر آب وهوا رو به نابودی اند.توانایی شناسایی و ارزیابی سلامت مرجان ها با استفاده از تصاویر ماهواره ای شیوه ای مقرون به صرفه و موثر است. با توجه به اثرگذاری دمای سطح آب بر روی سلامت و توزیع رجان ها، با استفاده از الگوریتم هایی به رابطه ی بین آن ها و سلامت مرجان های منطقه مورد مطالعه که در این مقاله جزیره مرجانی هرون استرالیا می باشد، پرداخته شده است. در این مطالعه با استفاده از تصاویر لندست-8 و به دست آوردن بازتابش باندها، ویژگی ها و شاخص های طیفی مهم مرتبط با آب و صخره های مرجانی مانند: NDVI, NDWI, FAI, AWEI, SWI,MNDWI,GRVI توسط محققین و با استفاده از روش رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و بدست آوردن پارامترهای کرنل آن، به مدل سازی وضعیت سلامت صخره های مرجانی پرداخته شده است. در این مقاله از الگوریتم های تکاملی مثل الگوریتم ژنتیک (GA) و الگوریتم انتخاب ویژگی ترتیبی جلویی(SFS) برای رسیدن به انتخاب ویژگی مطلوب و مدل سازی بهینه و طبقه بندی سلامت مرجان ها استفاده شده است.در این مقاله با استفاده از روش رگرسیون بردار پشتیبان در حالت کلی به 0.591RMSE= و0.979=R2 رسیدیم و در حالت پیشنهادی(GA-SVR) به 0.53RMSE= و0.983 =R2 رسیدیم که بیانگر عملکرد خوب این مدل بهینه می-باشد.کلید واژگان: شاخص های طیفی، وضعیت سلامت، SVR، جزیره هرون استرالیا، تصاویر لندست-8، انتخاب ویژگیCoral reef communities face unprecedented pressures at local, regional and global scales as a consequence of climate change and anthropogenic disturbance. Remote sensing, from satellites or aircraft, is possibly the only means to measure the effects of such stresses at appropriately large spatial scales. Coral reefs are indicators of environmental, climate and sea surface change which shows the reefs damages. For this purpose, an algorithm that includes relation between those variables was used. Australia’s Heron reef island is considered to be studied. In order to modeling the coral reef health condition by support vector regression (SVR), water and coral important spectral indexes and features was found using landsat-8. From this method, the SVR is achieved the high performance for modeling the statistical problem .In this study we used genetic algorithm (GA) and sequential feature selection (SFS) for selecting suitable features in order to estimate model. The results for the testing data in this area of best model is [RMSE= 0.53 and R² =0.983] that show the high SVR performance.Keywords: Coral reef, Heron reef island, support vector regression (SVR) , spectral indexes, genetic algorithm, landsat-8
-
مقاله حاضر به ارائه یک روش جدید بهینه سازی ترکیبی با استفاده از ترکیب دو الگوریتم بهینه سازی برخورد دینامیکی اجسام و الگوریتم ژنتیک (GMCBO) می پردازد. یکی از نقاط ضعف الگوریتم برخورد دینامیکی اجسام، افتادن در دام بهینه محلی و عدم رسیدن به بهینه سراسری است. برای رفع این نقطه ضعف، در این پژوهش ابتدا اصلاحاتی بر روی فرایند الگوریتم برخورد دینامیکی اجسام انجام گرفته و سپس استفاده از اعمال بعضی از مفاهیم الگوریتم ژنتیک در طی مراحل فرایند بهینه سازی، علاوه بر بالا بردن سرعت همگرایی، باعث افزایش قدرت یافتن جواب بهینه سراسری و فرار از دام بهینه محلی می شود. برای ارزیابی چگونگی عملکرد روش ارائه شده، به طراحی بهینه چندین سازه خرپای استاندارد پرداخته شده است. مقایسه نتایج تحلیل سازه ها به کمک روش GMCBO با دیگر روش های بهینه سازی نشان دهنده سرعت بالای همگرایی الگوریتم پیشنهادی و قدرت آن در یافتن جواب بهینه سراسری مسئله است.کلید واژگان: برخورد اجسام، الگوریتم ژنتیک، متغیر گسسته، بارگذاری چندگانهThis paper presents a new hybrid optimization method with combining colliding bodies optimization (CBO) and genetic algorithm (GMCBO). One of the weaknesses of colliding bodies optimization is falling into the trap of local optimal and not finding of global optima. In this paper, to overcome this weak point, at first, some modifications are done on CBO process and then by using the concept of genetic algorithm able to enhance of convergence rate, increasing power of finding global optimal design and escaping of local optimal. For evaluating the performance of the proposed method, the optimal design of several benchmark truss structures has been discussed. Compare the results of the structural analysis with GMCBO and other optimization methods such as colliding bodies optimization, genetic algorithm, harmony search, and heuristic particle swarm optimization method shows high convergence rate and its ability to find the global optimal solution of the proposed algorithm for structural optimization problems.Keywords: Colliding Body, Genetic Algorithm, Discrete Variable, Multi loads
-
شالوده عمیق یا شمع، المان های سازه ای هستند که به منظور انتقال بار سازه فوقانی به اعماق زمین و لایه های سخت از آنها استفاده می گردد. به دلیل بالا بودن هزینه اجرای شالوده های عمیق، طراحی بهینه شمع و تخمین ظرفیت باربری آنها بسیار اهمیت دارد که استفاده از روش هوش مصنوعی و الگوریتم ژنتیک می تواند در این راستا راهگشا باشد. در این پژوهش با انتخاب دو نوع شمع پرکاربرد شامل شمع فلزی لوله ای و شمع بتنی پیش ساخته، ظرفیت باربری محوری شمع با مدلسازی در نرم افزار المان محدود Plaxis 2D و تحت بار هارمونیک در یک خاک لایه ای مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج با داده های آزمایش دینامیکی شمع (PDA1) در یک مطالعه موردی مقایسه گردید. در این پژوهش نتایج حاصل از 100 تحلیل عددی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است که منجر به معرفی یک رابطه تخمینی با دقت مناسب در ظرفیت باربری محوری شمع به تفکیک برای شمع بتنی و فلزی گردید. همچنین در این پژوهش مقایسه روش های مختلف ارزیابی ظرفیت باربری شمع نشان دهنده این واقعیت است که اغلب روش های تجربی ظرفیت باربری بسیار بزرگتری را در مقایسه مقادیر واقعی ارائه می دهندکلید واژگان: شمع، ظرفیت باربری، الگوریتم ژنتیک، هوش مصنوعی، کوبش شمعPile foundations provide support for structures, transferring their load to layers of soil or rock that have sufficient bearing capacity and suitable settlement characteristics. There are a very wide range of foundation types available, suitable for different applications, depending on considerations. There are various methods to estimate the axial bearing capacity of the pile such as experimental, analytical and in-situ experiments. Accurate estimation of bearing capacity is essential in geotechnical engineering due to the high cost of implementing deep foundations, that use of artificial intelligence and genetic algorithms can be helpful in this regard. In this study compressive bearing capacity for two prefabricated concrete and steel pipe evaluated under harmonic load using modeling in finite element software (Plaxis 2D), and the results were compared with the Dynamic Load Testing (PDA) data in a case study. In this research, the results of 100 numerical analyzes have been optimized using a genetic algorithm that resulted in the introduction of an estimated relationship with the accuracy of the pile bearing axial bearing capacity for concrete and metal piles. In this study, comparing different methods of assessing the bearing capacity of piles indicates the fact that most empirical methods provide a much larger load capacity compared to actual values.Keywords: Pile, Bearing Capacity, Genetic Algorithm, Artificial Intelligence, Driven Pile
-
برای بهبود عملکرد شبکه های توزیع در هنگام افزودن واحدهای فتوولتاییک به این شبکه، باید مکان و اندازه بهینه برای این واحدها در نظر گرفته شود تا بیشترین بازده را داشته باشد. مکان یابی منابع تولید پراکنده با اهداف مختلفی صورت می گیرد. در این مطالعه مکان و اندازه بهینه واحدهای فتوولتاییک برای بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات شبکه توزیع و ریز شبکه تعیین می شود. پایگاه های ساحلی نیروی دریایی با افزودن منابع تولید پراکنده مانند میکروتوربینها، توبین های بادی و واحدهای فتوولتاییک در نقش یک ریزشبکه عمل خواهند کرد. مطالعه در دو حالت یکی با در نظر گرفتن توانایی سیستم فتوولتائیک در تولید فقط توان اکتیو و دیگری با در نظر گرفتن توانایی سیستم فتوولتائیک در تولید همزمان توان اکتیو و راکتیو پیاده سازی می شود. در مطالعه، از سه الگوریتم بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات و رقابت استعماری بر روی شبکه توزیع6 باس IEEE استفاده شده است. تمامی الگوریتم ها و برنامه ریزی ها در محیط نرم افزار MATLAB انجام شده است.کلید واژگان: ریز شبکه، واحدهای فتوولتاییک، الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات، رقابت استعماریIn order to improve the performance of distribution networks when adding photovoltaic units to this network, optimal location and size for these units should be considered in order to maximize the efficiency. Placement of distributed resource resources is carried out with different goals. In this study, the location and optimal size of photovoltaic units are determined to improve the voltage profile and reduce the losses of distribution network and micro-network. Naval coastal bases will act as a grid, adding scattered sources of production, such as microturbines, wind turbines and photovoltaic units. In the study, three algorithms for genetic algorithm optimization, particle swarm and colonial competition were used on the IEEE 6 bus distribution network. All algorithms and scheduling are done in MATLAB software environmentKeywords: Micro, grid, Photovoltaic units, Genetic Algorithm, Particle Swarm optimization, imperialist Competition
-
موتورهای مغناطیس دائم دارای ویژگی هایی همچون چگالی توان بالا، راندمان بالا و مشخصه حرارتی مناسب می باشند و در بسیاری از موارد نظیر وسایل نقلیه کاربرد فراوانی پیدا کرده اند. هدف از ارائه این مقاله، طراحی بهینه و ساخت موتور جریان مستقیم بدون جاروبک معکوس گرد جهت استفاده در سامانه های دریایی می باشد. به دلیل محدودیت فضا و نیز عدم تبادل حرارتی موتور با محیط، موتور طراحی شده باید ضمن داشتن چگالی توان بالا، راندمان بالایی نیز داشته باشد. برای این منظور با استفاده از معادلات الکترومغناطیسی حاکم بر موتور و همچنین به کارگیری الگوریتم ژنتیک، ابعاد بهینه موتور با هدف افزایش چگالی توان و راندمان محاسبه شده است. به منظور تایید طراحی، نتایج به دست آمده از فرآیند بهینه سازی توسط نرم افزار تحلیل اجزای محدود Maxwell شبیه سازی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در نهایت با استفاده از نتایج طراحی، یک نمونه موتور ساخته شده که نتیجه تست آزمایشگاهی آن ارائه شده است.کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک، موتور جریان مستقیم بدون جاروبک، موتور مغناطیس دائم رتور خارجی، تحلیل اجزای محدودPermanent magnet motors have some advantages including high power density, high efficiency and good thermal characteristic and are used in many industrial applications. The aim of this paper is to present the optimal design and fabrication of a counter rotate brushless permanent magnet motor for using in marine systems. Due to the motor space limitations and lack of heat transmission with the environment, the designed motor must have high power density meanwhile high efficiency. For this purpose, the motor dimensions are calculated with goal of increasing power density by using motors electromagnetic equation and genetic algorithm. Furthermore, some considerations have been performed in order to increase the motor efficiency. In order to validate the calculated results, the motor has been simulated with finite element method. At the end, the motor has been fabricated according to the calculated parameters and the experiments results have been presented.Keywords: Genetic Algorithm, Brushless DC motor, Power Density, Efficiency, Finite Element Method
-
بررسی تاثیر خرابی عناصر آنتن آرایه ای خطی بر محاسبه فاکتور آرایه و جبران آن با الگوریتم ژنتیکشکل دهی پرتو در آنتن آرایه ای خطی با روش فاکتور آرایه انجام می شود که به صورت مجموع حاصلضرب وزن های معین در سیگنال دریافتی یا ارسالی هر عنصر در آنتن آرایه ای است و این وزن ها برای کاهش سطح پرتوهای جانبی به روش دلف چبی شف تنظیم می شود. خرابی عنصر موجب تغییر شکل فاکتور آرایه می شود. برجسته ترین تغییر، افزایش سطح پرتو جانبی می باشد که به صورت تابع خطا محاسبه شده است. معلومات مسئله، محل و تعداد عناصر معیوب می باشد. هدف، بازسازی فاکتور آرایه به صورت قبل از خرابی عناصر، با محاسبه مجدد وزن ها توسط الگوریتم محاسباتی می باشد که با کمینه کردن تابع خطا، مقادیر ضرایب تصحیح برای عناصر سالم حاصل می شود. شبیه سازی ها برای آنتن آرایه خطی 32 عنصری با فاصله هم سان نیم طول موج در فرکانس 8 گیگاهرتز در نرم افزار MATLAB انجام شده است. در این مقاله برای اولین بار با رسم تابع خطا، شناختی از چند مدی بودن تابع خطا و تفاوت محل بهینه سراسری در هر حالت خرابی بدست آمده است. با توجه به نوع تابع هزینه و نیاز به الگوریتم توانا در یافتن بهینه سراسری، الگوریتم ژنتیک انتخاب شد و با ارائه تابع هزینه پیشنهادی، مقدار خطای کمتر در تعداد اجرای یکسان حاصل شد. در شرایط عملی، خرابی عناصر به میزان 4 درصد بروز می کند که در این مقاله، با بررسی کامل تر و بیش از 4 درصد، نتایج روش بکار رفته در این تحقیق شامل این موارد است: 1-تعیین حالت های خرابی عناصر از لحاظ محل و تعداد عنصر قابل جبران سازی نرم افزاری. 2-محاسبه وزن های جبران سازی برای هر حالت.کلید واژگان: عنصر معیوب، تصحیح، الگوریتم ژنتیک، آنتن آرایه خطی، فاکتور آرایهArray Factor Analyses in Linear Array Antenna with Element Failure and Correction by Genetic AlgorithmArray factor is sum of multiplied weights to elements signal (received or transmitted). This weights be set to reduce side lobe level (with Dolph Chebyschev). Element failure disturbs the Array Factor and change the parameters of that. The side lobe level is used to cost function the main parameter influence of array failing, and then define kind of cost function (multimodal or unimodal) and show the different global optimization point for any failing mode. In this problem, the number and position of failed element be gived and Genetic Algorithm, remake the Array Factor with reduce the cost function and recalculate the weights of unfailed element to recovery of original Array Factor. In practice, 4% of elements be failed but in this paper, try to find what kind of failing mode can be recovered with Genetic Algorithm. Array Factor and Genetic Algorithm be simulated in MATLAB ver. 2014 and results (weights) can be used in design step of array antenna for: 1-define mode (number and position of failed element) of array failure, that can be recovered. 2-calculate weights of unfailed element I any failure mode. 3-make correction table from offline recovery result for using in runtime mode of array.Keywords: Array Factor, Linear Array Antenna, Element Failure, Correction, Genetic Algorithm
-
با توجه به نقش به سزای ماهواره ها در ارتباطات دریایی به ویژه در سامانه موقعیت یاب جهانی، مهم ترین مساله ای که درساخت و پرتاب یک ماهواره به فضا وجود دارد، هزینه بسیار زیاد این کار می باشد. به همین دلیل برای هر شرکت سازنده و فرستنده، مدت زمان حیات ماهواره بسیار مهم است. عمر یک ماهواره تا حدود زیادی به کیفیت ساخت آن بستگی دارد، اما مهم ترین عاملی که این موضوع را محدود می کند، مقدار سوخت حمل شده می باشد. بنابراین باید راه کاری صحیح برای کنترل بر مصرف سوخت و صرفه جویی در آن در نظر گرفته شود. کنترل کننده بنگ بنگ با تبدیل سیگنال پیوسته کنترلی به صورت قطار پالس یا به عبارتی به صورت سیگنال روشن-خاموش این مهم را ممکن می سازد. هر چه کنترل کننده مدت زمان بیشتری خاموش باشد، در مصرف سوخت صرفه جویی بیشتری خواهد شد. سیستم مورد مطالعه در این مقاله، از سیستم اولین ماهواره ی دانشجویی که در سال 2009 به فضا پرتاب شده است، الگوبرداری می کند که علاوه بر کنترل کننده بنگ بنگ از کنترل کننده PID نیز بهره می گیرد. برای استفاده از ویژگی های کنترل کننده PID باید ضرایب تناسبی، مشتق گیر و انتگرالی به درستی و با دقت زیاد تنظیم شوند. هدف این مقاله استفاده از الگوریتم ژنتیک برای تنظیم ضرایب کنترل کننده های مورد استفاده در این ماهواره می باشد. نتایج شبیه سازی های انجام شده مبین بهبود مناسب عملکرد کنترل کننده های مذکور توسط الگوریتم ژنتیک است.کلید واژگان: کنترل کننده بنگ بنگ، کنترل کننده PID، الگوریتم ژنتیک، ماهواره ارتباطی نیروی دریاییGiven the important role of satellites in maritime communications, especially in the Global Positioning System (GPS), very high cost of the build and launch a satellite into space is the most important problem. Therefore, for each country or company, the lifetime of satellites is very important. The life of a satellite largely depends on the quality of its construction, but the most important factor that limits is the fuel which is transported. So, it should be considered to the right solution to control fuel consumption and saves it. Bang-bang controller by converting continuous control signal to a pulse train, can provide the ability to save the fuel. If the controller be more time off, the fuel savings will be more. The system is studied in this paper is modeled on European Satellite Moon Orbiter (ESMO) that not only uses the Proportional Integral Derivative (PID) controller for tracking the input pitch angle, but also uses bang-bang controller for reduce the activity of the thruster. The course of this paper is to using Genetic Algorithm (GA) for regulating parameters of mentioned controllers in this satellite. The simulation results indicate that GA has a good performance to optimization of the PID and bang-bang controllers.Keywords: PID Controller, Bang, bang Controller, Genetic Algorithm, Navy Satellite Communication
-
بهینه سازی پروانه همواره یکی از جنبه های مهم طراحی پروانه می باشد. کاهش مصرف سوخت در شناور ها نیزیکی از جنبه های مهم طراحی است و اگر شناور و سیستم رانش درست طراحی نشده باشند، هزینه های زیادی را به دنبال دارد. در شناورهای نظامی ممکن است وضعیت های مختلفی برای سیستم رانش در نظر گرفته شود تا در ماموریت های مختلف، شناور بهترین عملکرد را داشته باشد. در این مقاله یک روش جدید برای طراحی سیستم رانش یک شناور نظامی ارائه می شود و سه وضعیت مختلف سیستم رانش در وضعیت معمولی که تنها از یکی از موتورها و وضعیت نیمه قدرت در سرعت های متوسط و وضعیت تمام قدرت که به ترتیب از دو و چهار موتور استفاده میشود،در نظر گرفته می شود. همچنین، با استفاده از الگوریتم ژنتیک،سیستم رانش شناور به منظور افزایش بازدهی، تراست و کاهش گشتاور با لحاظ اسکیو، کاویتاسیونو تنش طراحی می شود و بهترین سرعتی که در آن شناور دارای کمترین مصرف سوخت است، بدست می آید.کلید واژگان: کمینه کردن مصرف سوخت، بهینه سازی پروانه، الگوریتم ژنتیک، شناور رزمی، ماموریت های مختلفThe optimization of propeller has always been one of the most important aspects of propeller design. Reducing fuel consumption is also an important aspect of ship and propulsion system design to reduce the costs. The proposed design methodology represents a new approach to evaluate the propeller design of a military by considering the various missions. So three different modes propulsion system, e.g. Trial, Half and Full modes in which, respectively, one, two and four propulsion motors are used will be considered. Also the propeller using genetic algorithm is optimized by considering the fuel consumption along with system performance characteristics and constraints such as trust, torque, stress, cavitation, efficiency and skew angle to the best forward speed with minimum fuel consumption is resulted.Keywords: Minimization of fuel consumption, propeller optimization, Genetic algorithm, Military vessel, Various missions
-
Study of Fixed Jacket Offshore Platform in the Optimization Design Process under Environmental LoadsIn the structural optimization problem, the aim is to decrease the amount of structural costs and weight, but the safety of platform should not violate the individual limits enforced by offshore codes. The outer diameter and thickness of members are two important variables in the optimization process and their final dimensions should be obtained according to the optimization algorithms such as genetic algorithm. In this process, weight of the jacket is the objective function of optimization problem and constraints are design criteria such as axial and flexural stresses, buckling of members and displacement of offshore structure that should satisfy the limitations imposed by offshore design codes. The drag forces of wave, current and wind on a unit length of structural tubular members of the jacket which are located below and above water surface are directly related to their outer diameter. However, the inertia force of wave is related to the square of the outer diameter. Thus, by changing outer diameter of structural elements during the optimization process, sea environmental forces on these members and their resultant forces on the platform will change. The structural members of the jacket are classified in four main groups including legs, horizontal members, diagonal braces and vertical braces. Each of these groups has different contribution in the optimization process and their degrees of importance are investigated in this research. The results show that horizontal members of jacket have major contribution in the optimization process among other groups. Afterward legs and diagonal braces have the second and third ranks in the contribution percentage respectively. Finally, the lowest contribution in optimization process belongs to the vertical braces.Keywords: Optimization, Fixed Offshore Platform, Genetic Algorithm, Contribution Percentage
- 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.