مهندس سیدمحمد جوادی دانشجوی دوره دکتری این دانشکده گرایش مهندسی زلزله، 10 تیرماه سال 99 از رساله خود تحت عنوان «طراحی لرزهای بهینه سازههای اسکلتی با استفاده از الگوریتمهای فراکاوشی و تئوری آشوب» در محل سالن کنفرانس دکتر عباسنیا با راهنمایی دکتر علی کاوه دفاع نمود.
چکیده این رساله به شرح زیر میباشد:
بهینهسازی یافتن بهترین جواب قابلقبول، با در نظر گرفتن قیود و شرایط تعریف شده ایجابی و یا اختیاری در حل مسائل است. در چند دهه اخیر، محققان در رشتههای مختلف به دنبال پیدا کردن بهترین روشها برای حل مسائل بهینهسازی بودهاند و تاکنون موفقیتهای قابلتوجهی را در این زمینه به دست آوردهاند.در سالهای اولیه تلاش محققان بیشتر معطوف به بهینهسازی ریاضیاتی و حل بسته مسائل بوده است. لیکن بهتدریج با افزایش مقیاس متغیرها و عدم کارایی روشهای مبتنی بر گرادیان و تقریبی حل تکرارشونده، در سالیان اخیر الگوریتمهای تقریبی مؤثری معرفیشده است.
در این پایاننامه بهمنظور دستیابی به طرح بهینه انواع سازهها، با بررسی نقاط قوت و ضعف الگوریتمهای فراکاوشی موجود، دو الگوریتم فراکاوشی بر پایه نگاشتهای آشوبی معرفی شده است. در الگوریتم آشوبی کرم شبتاب از نگاشتهای لجستیک و گوسی و در الگوریتم آشوبی-کاوشی ترکیبی از نگاشتهای چیبیشف و دایرهای بهره گرفته شده است.
در قسمت اول مثالهای عددی، مسئله بهینهیابی سایز مقاطع و شکل سازههای فضاکار پرمتغیر تحت قیود فرکانسی بررسی شده است. از خصوصیات این مسئله، وجود بهینههای محلی فراوان، فضای جستجوی غیر محدب و ارتباط غیرخطی بین متغیرها و فرکانسها است. فرکانسهای طبیعی سازه حاوی اطلاعات بسیار ارزشمندی از مودهای رفتاری سازهها هستند و محدود نمودن این فرکانسها در محدودهای خاص سبب کاهش دامنه نوسان و جلوگیری از رخداد تشدید میشود. در قسمت دوم، بهینهسازی طرح قابها و خرپاها در برابر بارهایی نظیر باد و زلزله تحت انواع حالت حدی مقاومتی و بهرهبرداری بررسی و در نهایت در قسمت سوم از الگوریتمهای پیشنهادی برای تنظیم بهینه پارامترهای دینامیکی میراگرهای جرمی در بهبود رفتار سازههای بلند استفاده شده است. میراگرهای جرمی نوعی از جاذبهای انرژی هستند که بهمنظور کاهش دامنه ارتعاشات در سازهها بهکار برده میشوند. این میراگرها با اثرگذاری روی مودهای اصلی سازهها و با حرکت غیر همفاز خود نسبت به سازه، انرژی را جذب مینماید.
در این پایاننامه بهمنظور بررسی عملکرد، نتایج الگوریتمها با عملکرد سایر روشها در مثالهای عددی رایج در مقالات معتبر مقایسه شده است که نتایج گواه عملکرد مناسب الگوریتمهای پیشنهادی است. با مقایسه زوجی عملکرد الگوریتمها مشاهده میشود نگاشتهای با نمای لیاپانوف بزرگتر، سرعت همگرایی و عملکرد بهتری ازنظر قدرت اکتشاف را دارا هستند. واژههای کلیدی: بهینهسازی سازهها، قیود فرکانسی، الگوریتمهای فراکاوشی، کنترل سازهها، میراگرهای جرمی، تئوری آشوب رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: smjavadicivileng.iust.ac.ir