بهینه‌سازی سازه‌ها با استفاده از الگوریتم ترکیبی شاهین هریس و سینوس کسینوس

Abstract

در این تحقیق یک الگوریتم ترکیبی موثر بر اساس الگوریتم شاهین هریس و الگوریتم سینوس کسینوس جهت طراحی بهینه سازه-های خرپایی معرفی می‌شود. الگوریتم شاهین هریس شامل دو مرحله اصلی جستجو و بهره‌برداری بوده و انتقال بین دو مراحل فوق با توجه به شدت انرژی فرار شکار مشخص می‌شود. یکی از محدودیت‌های اصلی الگوریتم شاهین هریس، تمایل به دام افتادن آن در نقاط بهینه محلی با سرعت همگرایی نسبتاً آهسته می‌باشد. الگوریتم سینوس کسینوس پاسخ‌های بهینه مسائل بهینه‌سازی را مطابق رفتار توابع سینوس و کسینوس کشف می‌کند. هدف مطالعه حاضر ایجاد هم‌افزایی موثر بین مراحل اکتشاف و بهره‌برداری در الگوریتم ترکیب شده بر اساس الگوریتم سینوس کسینوس می‌باشد. در بهینه‌سازی اندازه یک خرپا، سطح مقطع عضوها به عنوان متغیرهای طراحی، کمینه نمودن وزن خرپا نیز تابع هدف مسئله بوده که تنش‌های عضوها و جابجایی‌های گره‌ها در حدود مشخصی باقی می‌مانند. پیاده-سازی الگوریتم ترکیب شده شاهین-سینوس کسینوس در نرم افزار متلب انجام شده است. جهت ارزیابی کمی عملکرد الگوریتم، از سه نوع سازه دو بعدی (200،18،10 عضوی) و سه نوع سازه فضایی(72،25، 942 عضوی) با شرایط بارگذاری مختلف و قیدهای طراحی متعدد استفاده شده است. نتایج نشان داد که الگوریتم شاهین-سینوس کسینوس جهت بهینه‌سازی سازه‌های بزرگ مقیاس بسیار موثر و کارآمد می‌باشد. الگوریتم شاهین- سینوس کسینوس از توانایی بهتری در فرار از نقاط بهینه محلی در مقایسه با الگوریتم‌های شاهین هریس و بیشتر الگوریتم‌های مبتنی بر جمعیت برخوردار می‌باشد.