بهینه‌سازی توپولوژی شبکه‌های فضاکار دولایه با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی اصلاح‌شده

بهینه‌سازی توپولوژی سازه‌های گسسته بزرگ مقیاس، از چالش ‌برانگیزترین مسائل بهینه‌سازی به شمار می‌روند. در این نوع بهینه‌سازی، هنگامی که سطح مقطع اعضا از میان مقادیر گسسته انتخاب می‌شوند، رسیدن به بهینه‌ کلی دشوارتر می‌گردد. در این مقاله، روش‌ بهینه‌سازی دومرحله‌ای نوینی جهت بهینه‌سازی توپولوژی سازه‌های گسسته بزرگ مقیاس (شبکه‌های دولایه)، با در نظر گرفتن قیود مختلف و با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی (hsa) ارائه شده است. بدین منظور، ابتدا با استفاده از روش بهینه‌سازی تکاملی سازه‌ها (eso)، یک آنالیز حساسیت جهت شناخت اعضای سازه‌ای مهم‌تر، انجام می‌شود. سپس نتایج این آنالیز حساسیت به نحوی مورد استفاده قرار می‌گیرد، که hsa بتواند با ایجاد یک جستجوی جهت‌دار در یک فضای طراحی کاهش یافته، توپولوژی بهینه شبکه‌های دولایه را بدست آورد. در روند بهینه‌سازی توپولوژی، وزن سازه کمینه می‌گردد بطوریکه قیود مسئله بهینه‌سازی شامل تنش اعضا و جابجایی گره‌ها و نیز ضریب لاغری اعضا ارضا گردند. همچنین، وجود و عدم وجود اعضای شبکه پایین و جانی و نیز سطح مقطع اعضای سازه بعنوان متغیرهای طراحی انتخاب شده است. حذف اعضای شبکه پایین و جانی، از طریق حذف گره‌های شبکه پایین انجام شده است. بمنظور کاهش فضای طراحی، از تقارن سازه جهت حذف گروهی این گره‌ها استفاده می‌شود. نتایج عددی بدست آمده در این مقاله، کارایی روش‌ دومرحله‌ای ارائه شده را در یافتن توپولوژی بهینه شبکه‌های دولایه نشان می‌دهند.