Uzay kafes sistemlerin genetik algoritma ile optimum tasarımı

Abstract

ÖZET Son yıllarda yapay zeka çalışmalarındaki gelişmeler ışığında, bilgisayarlara insan beyni gibi düşünen algoritmaların kodlanması ile, çok karmaşık matematiksel işlemlerle ifade edilebilen problemler, basit mantıksal yaklaşımlar ile bilgisayarlara çözdürülebilmektedir. Bu yaklaşım içinde geliştirilen genetik algoritma son yıllarda optimum tasarım problemlerinde sıkça kullanılmaya başlanmıştır. Genetik algoritma doğadaki genetik yasalarının bilgisayar ortamına uyarlanması ile geliştirilmiş bir yöntemdir. Bu yöntem, özellikle ayrık tasarım değişkenlerin kullanımı için çok uygun olduğundan yapısal optimizasyon problemlerinin çözümünde gittikçe daha fazla kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı genetik algoritma kullanılarak uzay kafes sistemlerin optimum tasarımını gerçekleştirmektir. Tasarımda gerilme, yerdeğiştirme ve stabilite sınırlayıcıları dikkate alınmış, FORTRAN programlama dilinde bir bilgisayar programı kodlanmış ve bu program yardımıyla çeşitli kafes sistemlerin optimum tasarımı yapılmıştır. Bu amaçla çalışmanın birinci bölümünde optimizasyon çeşitleri ve teknikleri hakkında genel bilgi verilerek çalışmanın amaç ve kapsamı belirtilmektedir, ikinci bölümde çalışmanın amacı doğrultusunda genetik algoritma ile optimum tasarım ve yapısal optimizasyon hakkında bilgi sunulduktan sonra çalışmada dikkate alınan kafes sistemlerin optimum çözümleri gerçekleştirilip bulgular tablolar halinde verilerek literatürdeki sonuçlarla karşılaştırmalı olarak irdelenmektedir. Üçüncü bölümde çalışmanın tümünden çıkartılabilen bazı sonuçlar ve öneriler verilmekte, bu bölümü kaynaklar listesi izlemektedir. Elde edilen sonuçlar bu çalışmada geliştirilen algoritmanın kafes sistemlerin optimum tasarımı için etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Optimum tasarım, genetik algoritma, uzay kafes sistemler, ayrık tasarım değişkenleri

SUMMARY Optimum Design of Space Trusses Using Genetic Algorithm In the past few years, in the light of the developments an artificial intelligence, researchers have been able to develop algorithms that work like a human brain. Therefore, very complex problems which require tedious mathematical computations can be solved by a computer using a simple logical approach. Recently, genetic algorithms developed by using this approach have been often used in structural optimum design problems. Genetic algorithm is a method which is developed by adapting natural genetic rules to the computer. This method is used more and more in structural optimization problems, since it is more suitable to use discrete design variables. The purpose of this study is to perform optimum design of space trusses using genetic algorithm. In the design, stress, displacement and stability constraints are considered. A computer program is coded in FORTRAN and several truss structures are designed by using this program. For this purpose, in the first chapter, general information about optimization types and techniques is presented and the purpose of the study is given. In the second chapter, after some information is presented about optimum design by using genetic algorithm and structural optimization, the results of the trusses considered in this study are tabulated and discussed by comparing the results presented in the technical literature. In the third chapter, the conclusions drawn from the study and some recommendations for future studies are given. This chapter is followed by a list of references. The results obtained show that the program coded in this study can be efficiently used for optimum design of trusses. Key Words: Optimum design, genetic algorithm, space trusses, discrete design variables VI