توسعه دو الگوریتم تکاملی ترکیبی و ارزیابی کارکرد آن‌ها در حل مسائل طراحی شکل در مکانیک سیالات

Abstract

مسائل طراحی شکل به طور عام، و مسائل طراحی معکوس به عنوان زیر گروهی از این مسائل، اغلب از طریق روش‌های بهینه‌یابی و الگوریتم‌های تکاملی حل می شوند. در این مقاله از الگوریتم بهینه‌یابی ژنتیک و الگوریتم بهینه‌یابی توده ذرات و همچنین دو گونه متفاوت الگوریتم ترکیبی آن دو استفاده شده است. این چهار الگوریتم برای چند مسئله طراحی معکوس به کار رفته‌اند و نتایج نشان می‌دهند که ترکیب الگوریتم‌های ژنتیک و توده ذرات نرخ همگرایی را در روش‌های طراحی افزایش می‌دهد. در قسمت مسائل طراحی، هم مسئله جریان داخلی و هم جریان بیرونی انتخاب شده است. علاوه بر آن نقطه مینیمم کلی چند تابع تست بهینه‌یابی مشهور توسط این الگوریتم‌ها به دست آمده است. هنگامی‌که از الگوریتم‌های ترکیبی استفاده می‌شود تا 30 درصد افزایش در سرعت همگرایی در میان این مسائل بهینه‌یابی عددی مشاهده می‌گردد. همچنین نتایج نشان می‌دهند که الگوریتم‌های ترکیبی نسبت به الگوریتم‌های پایه قادر هستند که به نقطه بهینه نزدیکتر شوند.