بررسي كاربرد الگوريتم‌هاي فراابتكاري در شناسايي آسيب سازه‌هاي عمراني با رويكرد تشخيص و بهينه سازي

Investigating the usage of meta-heuristic algorithms in identifying the damages of civil structures with a diagnosis and optimization approach

در دنياي علوم مهندسي طراحي از جنبه هاي مختلفي دستخوش تغييراتي از جمله در دسترس نبودن هميشگي امكانات و مصالح، هزينه‌هاي بالا و موانع مختلف در زمينه هاي عمراني شده است تا اين امر طراحان را وادار به ارائه طرحي كاراتر با صرف هزينه و مصالح محدودتر سازند و اين مهم، زماني محقق خواهد شد كه طراحان شناخت صحيحي از مسائل بهينه‌سازي و مقادير منابع خود داشته باشند. پس از وقوع يك پديده طبيعي مثل زلزله يكي از مهمترين مسائلي كه در مورد يك سازه به وجود مي‌آيد، شناسايي شدت و محل آسيب در سازه است. يكي از روش‌ها براي دستيابي به اين هدف، تعريف آن به عنوان يك مسئله بهينه‌سازي است. در اين روش به منظور بررسي تغييرات ايجاد شده در سازه در اثر بروز آسيب، تابع هدفي كه بر اساس پارامترهاي كليدي سازه است، با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه‌يابي، بهينه‌سازي مي‌شود. بسياري از مسائل بهينه‌سازي در مهندسي، طبيعتاً پيچيده‌تر و مشكل‌تر از آن هستند كه با روش‌هاي مرسوم رياضياتي و يا تقريبي و نظاير آن بهينه‌سازي و قابل حل باشند با اين وجود يكي از پركاربردترين راه حل‌ها جهت بهينه‌سازي استفاده از ابزارهاي عددي مطمئن و قابل اطمينان است كه الگوريتم‌هاي فراابتكاري براي بهينه سازي اين دست مسائل، كمك شاياني را با توجه كاربردها، قابليت‌ها و جزئياتشان به ما ارائه مي‌كنند. الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي به دو دسته‌ي دقيق و تقريبي تقسيم‌بندي مي‌شوند. برخلاف الگوريتم‌هاي دقيق الگوريتم‌هاي تقريبي قادر به يافتن جواب‌هاي خوب در زمان حل كوتاه براي مسائل بهينه‌سازي سخت هستند و مشكل اصلي الگوريتم‌هاي ابتكاري، گير افتادن آنها در نقاط بهينه محلي است كه الگوريتم‌هاي فراابتكاري داراي راهكارهاي برونرفت از نقاط بهينه محلي هستند و قابليت كاربرد در طيف گسترده اي از مسائل را دارند. در اين پژوهش الگوريتم‌هاي فراابتكاري گرگ خاكستري، اجتماع ذرات، پرنده فاخته و ژنتيك به عنوان چهار نمونه از الگوريتم‌هاي فراابتكاري مرسوم شناخته شده، براي حل مسائل بهينه‌سازي مهندسي مورد توجه قرار گرفته اند در پژوهش حاضر ضمن معرفي به ذكر برخي پژوهش‌هاي انجام شده در اين زمينه با الگوريتم‌هاي معرفي شده خواهيم پرداخت. هدف از اين مقاله ارائه و معرفي الگوريتمي كارا، دقيق و قابل اطمينان براي تشخيص خرابي در المان هاي انواع سازه‌هاي مهندسي است.