مقایسه کارایی الگوریتم های ژنتیک پیوسته و دودویی در مسائل طراحی شکل

در این پژوهش توانمندی الگوریتم ژنتیک در طراحی شکل نازل‌های مستقیم به منظور دستیابی به توزیع سرعت هدف روی دیواره آن بررسی شده و عملکرد الگوریتم‌های ژنتیک پیوسته و دودویی در این مسئله مقایسه شده است. جریان عبوری از نازل پتانسیل فرض شده و توزیع سرعت هدف به نحوی انتخاب شده است که عاری از نقاط منجر به گرادیان فشار معکوس روی دیواره، می‌باشد و شرایط را برای پدیده جدایش جریان لزج فراهم نمی‌کند. شکل دیواره توسط منحنی بی‌زیر مدلسازی شد. طول، مساحت ورودی و خروجی نازل ثابت در نظر گرفته شده‌اند. با تعریف مناسب شرایط مرزی، خطوط جریان به کمک تئوری حجم محدود مبتنی بر المان‌ها، از طریق حل عددی بدست می‌آیند. الگوریتم ژنتیک از نوع ساده است و مجهز به عملکردهای ادغام، جهش و تولید مثل است. این الگوریتم به همراه حل عددی میدان جریان، با استفاده از زبان برنامه‌نویسی مطلب نوشته شده‌اند. الگوریتم ژنتیک با توجه به تعداد زیاد متغیرهای بهینه‌سازی، توانست با جستجوی تعداد حالات بسیار کمی نسبت به کل حالات ممکن پاسخ، شکل بهینه نازل را بدست آورد. روند طراحی شکل نازل برای هر دو نوع الگوریتم ژنتیک پیوسته و دودویی انجام شده و سرعت همگرایی الگوریتم در دو روش با هم مقایسه شد. وقتی که فضای جستجوی متغیرهای الگوریتم ژنتیک نسبتا بزرگ است، که این خود برای مسائل طراحی شکل فرضی درست می‌باشد، الگوریتم ژنتیک پیوسته با سرعت بیشتری نسبت به نوع دیگر همگرا می‌شود و هرچه فضای جستجو کوچکتر می‌شود، عملکرد آنها به هم نزدیکتر می‌شود.

Keywords:

الگوریتم ژنتیک , پیوسته , دودویی , نازل , توزیع سرعت