Harmony Search Algorithms for Structural Design Optimization

سازه‌های مختلف مانند ساختمان‌ها، پل‌ها، استادیوم‌ها، جاده‌های آسفالت‌شده و سازه‌های فراساحلی نقش مهمی در زندگی ما دارند. با این حال، ساخت این سازه ها به بودجه زیادی نیاز دارد. بنابراین، چگونگی طراحی مقرون به صرفه آنها در حالی که تمام محدودیت‌های طراحی را برآورده می‌کند، یک عامل مهم برای مهندسان سازه است. به طور سنتی، تکنیک‌های بهینه‌سازی مبتنی بر گرادیان ریاضی برای طراحی استفاده می‌شود. با این حال، این روش های مبتنی بر گرادیان برای متغیرهای طراحی از نوع گسسته مانند سطح مقطع آماده اعضای سازه مناسب نیستند. اخیراً، محققان علاقه خود را به تکنیک‌های بهینه‌سازی فراابتکاری تبدیل کرده‌اند، زیرا می‌توانند به طور موثر متغیرهای طراحی گسسته را مدیریت کنند. جستجوی هارمونی، به عنوان یک الگوریتم فراابتکاری که از بداهه نوازی موسیقی مفهوم شده است، به شدت برای مسائل مختلف طراحی سازه اعمال شده است و نتایج خوبی به دست آورده است. بنابراین، این کتاب تمام آخرین پیشرفت‌های الگوریتم جستجوی هارمونی را در زمینه طراحی سازه جمع‌آوری می‌کند تا خوانندگان به طور موثر طیف کاملی از پتانسیل الگوریتم در طراحی سازه را درک کنند و الگوریتم را به راحتی برای مسائل سازه‌ای خود به کار ببرند.

Various structures, such as buildings, bridges, stadiums, paved roads, and offshore structures, play an important role in our lives. However, constructing these structures requires lots of budget. Thus, how to cost-efficiently design them while satisfying all the design constraints is an important factor to structural engineers. Traditionally, mathematical gradient-based optimization techniques have been applied to the design. However, these gradient-based methods are not suitable for discrete-type design variables such as ready-made cross sectional area of structural members. Recently, researchers have turned their interest into metaheuristic optimization techniques because they are able to efficiently handle discrete design variables. Harmony search, as a metaheuristic algorithm concepted from music improvisation, has been vigorously applied to various structural design problems, obtaining good results. Thus, this book gathers all the latest developments of harmony search algorithm in structural design field in order for readers to efficiently understand a full spectrum of the algorithm’s potential in structural design and to easily apply the algorithm to their own structural problems.