Uzay kafes sistemlerin memetik algoritma ile optimum tasarımı

Abstract

Günümüzde yapısal taşıyıcı sistemlerin ekonomik olarak tasarlanması büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle yapısal sistemlerin belirli optimizasyon yöntemleriyle tasarımları yapılmaktadır. Yapısal sistemlerin optimum tasarımında amaç yeterli güvenliği sağlayan en ekonomik yapı sistemini belirlemektir. Bu kapsamda optimum yapı tasarımı; yapıya etki eden yükler altında, gerekli güvenlik koşullarını ve sınırlayıcılarını sağlayan en ekonomik yapı sisteminin belirlenmesi olarak tanımlanabilir.Bu çalışma kapsamında uzay kafes sistemlerin belirli sınırlayıcılar altında optimum tasarımı için geliştirilen bilgisayar programı FORTRAN programlama dili ile yapılmıştır. Öncelikle, optimum tasarım programı genetik algoritma kullanılarak yazılmış ve daha sonra program geliştirilerek memetik algoritmayı kullanan optimum tasarım programı elde edilmiştir. Memetik algoritma ile elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.Birinci bölümde çalışmanın amacı ve kapsamı belirtilmiştir.İkinci bölümde bu konuyla ilgili daha önce yapılmış çalışmalara yer verilmiştir.Üçüncü bölümde optimizasyon hakkında genel bilgi verilmiş, optimum tasarımda kullanılan algoritmalardan genetik algoritma ile memetik algoritmanın özellikleri ve işleyişi belirtilmiş, iki optimizasyon tekniğinin arasındaki farka değinilmiştir.Dördüncü bölümde, genetik algoritma ve memetik algoritma ile yapılan beş farklı uzay kafes sistemin optimum tasarımı yapılmış ve sayısal sonuçlar açıklanmıştır.Beşinci bölümde, bu çalışmada elde edilen sonuçların değerlendirilmesine yer verilmiştir. Bu kapsamda yapılan çalışmada, memetik algoritma ile tasarımı yapılan kafes sistemlerin, genetik algoritma ile tasarımı yapılanlardan daha hafif olduğu anlaşılmıştır. Ancak memetik algoritma ile yapılan tasarımların genetik algoritma ile yapılan tasarımlara göre daha uzun bilgisayar hesaplama süresi aldığı belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: GENETİK ALGORİTMA, MEMETİK ALGORİTMA, UZAY KAFES SİSTEM, OPTİMUM TASARIM

Nowadays, economical design of structural systems has great importance. Therefore, design of structural systems has been performed using certain optimization methods. The aim of the optimum design of structural systems is to determine most economical structural system which also satisfies sufficient safety. In this context, optimum structural design can be defined as determination of most economical structural system which fulfils required safety conditions and constraints.In this study, FORTRAN programming language was used for the computer programs which were developed for the optimum design of space truss systems under definite constraints.At first optimum design program was written using genetic algorithm and then this program was developed and converted to a new optimum design program which uses memetic algorithm. The results obtained from memetic algorithm solutions were evaluated.In the first section, the aim and scope of the study are stated.In the second section, previous studies related to this subject are included.In the third section, a general information about optimization is given, the features of genetic and memetic algorithms are explained, and the differences between the two algorithms are mentioned.In the fourth section, optimum designs of five different space trusses are performed by using genetic and memetic algorithms, and the numerical results are published.In the fifth section, the evaluations of the conclusions obtained from this study are included. It was found out from the results that memetic algorithm gives better results in terms of structural weights when compared to genetic algorithm, but it spends more computing time.Keywords: GENETIC ALGORITHM, MEMETIC ALGORITHM, SPACE TRUSSES, OPTIMUM DESIGN