Применение генетических алгоритмов в задачах дискретной оптимизации корродирующих конструкций
Journal Title: Комп’ютерне моделювання: аналіз, управління, оптимізація - Year 2017, Vol 2, Issue 2
Abstract
В работе предлагается новый эффективный алгоритм решения задач оптимального проектирования корродирующих шарнирно-стержневых конструкций, предполагающий получение решения с заданной точностью. При решении оптимизационной задачи требуется определить параметры сечений элементов таким образом, чтобы объём конструкции был минимальным, и в течение заданного срока эксплуатации она сохраняла несущую способность, то есть удовлетворяла ограничениям по прочности и устойчивости. Вычисление функций ограничений предполагает численное решение системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс коррозии в элементах конструкции. Влияние механических напряжений на скорость коррозии предполагает решение задачи напряжённо-деформированного состояния в каждом узле временной сетки, что приводит к повышенным требованиям к эффективности вычислительного алгоритма. Шарнирно-стержневые конструкции изготавливаются из прокатных профилей, размеры сечений которых регламентированы стандартами. В связи с этим поиск решения осуществлялся на дискретном неметрическом множестве варьируемых параметров. Оптимизационный алгоритм построен на использовании стратегии скользящего допуска совместно с вещественным целочисленным генетическим алгоритмом. Использование метода скользящего допуска позволяет менять точность решения на разных этапах решения оптимизационной задачи с использованием генетического алгоритма. Для обеспечения требуемой точности вычисления функций ограничений в окрестности экстремума используется искусственная нейронная сеть, аппроксимирующая зависимость между параметрами конструкции, допустимой погрешностью решения (критерием скользящего допуска) и параметрами вычислительных процедур. Анализ эффективности разработанного алгоритма, использующий в качестве критерия эффективности количество обращений к процедуре метода конечных элементов в процессе поиска оптимального решения, продемонстрировал существенное снижение вычислительных затрат по сравнению с известными алгоритмами.
Authors and Affiliations
О. Р. Денисюк, С. А. Борзов
Keywords
Related Articles
- EP ID EP642515
- DOI -
- Views 129
- Downloads 0
Гнучка виробничо-логістична система: модель управління складом з дефіцитом
Сучасні умови функціонування підприємств в рамках ринкової економіки, а також в умовах невизначеності та нестійкості зовнішнього середовища вимагають нових, високо ефективних засобів та методів управління його господарсь...
Development of criteria for selection rational calibration of briquetting rings of roller presses
The relevance and ways of forming a scientifically grounded method for determining the rational calibration of rolls of briquette presses are shown on the basis of analysis of the relationships between the parameters of...
Алгоритм розрахунку об’єму адсорбційного теплового акумулятора для системи децентралізованого опалювання
Робота присвячена розробці ефективного алгоритму для розрахунку обсягу адсорбційного пристрою для акумулювання теплової енергії для децентралізованої системи опалення в приватному будинку. Пропонується наступна методика...
Mathematical modeling of dynamic processes in systems with distributed parameters
In this paper, a discrete method is developed and generalized for the study of transient processes in systems with distributed parameters described by telegraph equations, at any point at any time. In this connection, in...
Моделирование свободных колебаний прямоугольной пластины c отверствием произвольной формы
Для исследования влияния произвольного свободного отверстия на частоты собственных колебаний прямоугольных пластин используется вариационный принцип Рейсснера. Прогиб и моменты аппроксимируются независимо друг от друга R...