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 124
- Downloads 0
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...
FINDING OF EFFECTIVE TOPOLOGY OF SPACE STRUCTURES USING SEMIDEFINITE PROGRAMMING
The paper considers the problem of topology optimization of space truss-like structures. The proposed algorithm combines convex optimization problem with non-convex conditions. The purpose of the algorithm is to minimize...
Use of neural networks in optimization methods for corroding plane stressed plates
The adaptation of the flexible tolerance method to the problems of optimal design of corroding plane stressed plates is proposed with a limitation on the given durability (the operating time up to the moment of exhaustio...
The analysis of pecularities of the process of helical pipe-rolling with the use of information technologies
In this paper, we present the results of a study of the process of helical rolling of pipes using a deformation-geometric model based on block algorithms. The algorithms of the mathematical model in the form of a block s...
Location-allocation problems
The paper considers various location-allocation problems arising in the process of strategic planning of regional development. Thus, the problems are attractive for both commercial and state-owned companies. Process of s...