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 122
- Downloads 0
Прогнозування чисельності окремих популяцій в одній екологічній зоні
В роботі розглядається моделювання процесів зміни динаміки популяцій під впливом різних факторів навколишнього середовища. Зроблено спробу спрогнозувати чисельність окремих популяцій в умовах нерівномірного розподілу вид...
Stochastic modeling of high-molecular substances electrophoresis using the Ornstein-Uhlenbeck process
The aim of the work is to develop a statistical model in the form of the Ornstein-Uhlenbeck trend process for describing the electrophoresis of high-molecular substances. The ability of electrophoresis to divide charged...
The calculating the characteristics of vapor-liquid feed at the mobile control of rectification processes
The paper presents mathematical and algorithmic bases for calculating the static characteristics of the multicomponent rectification process, taking into account the mobile control actions of different intensity. Since m...
DEVELOPMENT OF AN ANALYTICAL MODEL FOR CALCULATING AND OPTIMIZING VIBROACOUSTIC LOADING OF TECHNOLOGICAL EQUIPMENT PIPELINES
The article is devoted to the development of analytical model for calculation and optimization of vibroacoustic load of pipelines of technological apparatuses. A deviation of pipeline geometry from the ideal one and the...
Параметрична ідентифікація моделей динаміки об’єктів регулювання
В даній роботі приділено увагу проблемі параметричної ідентифікації моделей динаміки триємнісних об’єктів. При наявності математичних моделей динаміки об’єктів можна достатньо точно виконати розрахунки оптимальних налаго...