بهینه سازی توپولوژی شبکه های فضاکار دولایه با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی اصلاح شده

بهینه سازی توپولوژی سازه های گسسته بزرگ مقیاس، از چالش برانگیزترین مسائل بهینه سازی به شمار می روند. در این نوع بهینه سازی، هنگامی که سطح مقطع اعضا از میان مقادیر گسسته انتخاب می شوند، رسیدن به بهینه کلی دشوارتر می گردد. در این مقاله، روش بهینه سازی دومرحله ای نوینی جهت بهینه سازی توپولوژی سازه های گسسته بزرگ مقیاس (شبکه های دولایه)، با در نظر گرفتن قیود مختلف و با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی (HSA) ارائه شده است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از روش بهینه سازی تکاملی سازه ها (ESO)، یک آنالیز حساسیت جهت شناخت اعضای سازه ای مهم تر، انجام می شود. سپس نتایج این آنالیز حساسیت به نحوی مورد استفاده قرار می گیرد، که HSA بتواند با ایجاد یک جستجوی جهت دار در یک فضای طراحی کاهش یافته، توپولوژی بهینه شبکه های دولایه را بدست آورد. در روند بهینه سازی توپولوژی، وزن سازه کمینه می گردد بطوریکه قیود مسئله بهینه سازی شامل تنش اعضا و جابجایی گره ها و نیز ضریب لاغری اعضا ارضا گردند. همچنین، وجود و عدم وجود اعضای شبکه پایین و جانی و نیز سطح مقطع اعضای سازه بعنوان متغیرهای طراحی انتخاب شده است. حذف اعضای شبکه پایین و جانی، از طریق حذف گره های شبکه پایین انجام شده است. بمنظور کاهش فضای طراحی، از تقارن سازه جهت حذف گروهی این گره ها استفاده می شود. نتایج عددی بدست آمده در این مقاله، کارایی روش دومرحله ای ارائه شده را در یافتن توپولوژی بهینه شبکه های دولایه نشان می دهند.

Keywords:

Skeletal structures , Double layer grid structures , Topology optimization , Evolutionary structural optimization , harmony search algorithm. , سازه های گسسته , شبکه های دولایه , بهینه سازی توپولوژی , روش بهینه سازی تکاملی سازه ها , الگوریتم جستجوی هارمونی