Inžinerinių uždavinių sprendimas naudojant globalaus optimizavimo algoritmus

Abstract

Magistro baigiamojo darbo tikslas – pasiūlyti realaus statybos inžinerijos uždavinio – polių padėčių gręžtinio tipo pamatuose optimizavimo strategiją. Šiam tikslui pasiekti buvo iškelti uždaviniai: atlikti mokslinę literatūros analizę: išnagrinėti populiariausius globalaus optimizavimo algoritmus ir juos aprašyti; išnagrinėti sprendžiamą polių padėčių optimizavimo uždavinį ir jį aprašyti; išanalizuoti ankstesnių mokslinių tyrimų rezultatus, išrinkti perspektyvų globalaus optimizavimo algoritmą; sukurti programinę įrangą skaitiniams eksperimentams atlikti; atlikti skaitinius eksperimentus naudojant įvairias euristikas; palyginti gautus rezultatus su paskelbtais mokslinėje literatūroje. Darbo tyrimo metodai: mokslinės literatūros analizė, skaitiniai sprendimo metodai. Darbą sudaro 6 skyriai. Pirmajame skyriuje nagrinėjami ir aprašomi populiariausi globalaus optimizavimo algoritmai. Antrasis skyrius yra skirtas polių padėčių gręžtiniuose pamatuose uždavinio analizei. Aprašomas uždavinio matematinis modelis, gręžtinių pamatų skaičiavimo programos funkcijos bei integravimas į optimizavimo programą. Trečiajame skyriuje nagrinėjami ankstesni moksliniai tyrimai, palyginami rezultatai, išrenkamas perspektyviausias optimizavimo algoritmas. Ketvirtajame skyriuje pristatoma sukurta optimizavimo programinė įranga. Pristatomi realizuoti algoritmo metodai. Penktajame skyriuje pristatomi skaitiniai eksperimentai, panaudojant įvairias optimizavimo metodų kombinacijas, siekiant surasti optimalią strategiją. Šeštajame skyriuje lyginami rezultatai. Bendra darbo apimtis: 53 puslapiai be priedų, 23 paveikslų, 14 lentelių, 48 literatūros šaltiniai. Papildomai pateikiami priedai.

The goal of this master’s final work is to offer global optimization strategy for solving real civil engineering problems. To reach this goal, it was necessary to complete some tasks: analyze scientific literature on the topic of the most popular global optimization algorithms; examine and describe piles position in grillage optimization problem; analyze the results of previous research, choose a prospective global optimization algorithm; create software with chosen optimization algorithm. Perform numerical experiments and determine the optimal optimization strategy. Compare found strategy with other researchers results. Work research methods: analysis of scientific literature, numerical solution methods. The structure of this work consists of six parts. In the first part of this work, popular algorithms for solving global optimization algorithms are examined. In the second part, an analysis of grillages problem is presented. Mathematical model, grillages computing program functions and integration with optimization program is described. In the third part, previous research results are analyzed and compared. Prospective global optimization algorithm is chosen. In the fourth part, created software for optimization is presented. The software architecture and created methods are described. The fifth part is dedicated for searching optimal strategy using various combinations of optimization algorithms. Numerical experiments are performed and compared. In the sixth part, result of experiments are compared with other research results. Total volume of paper: 53 pages without appendixes, 23 pictures, 14 tables, 48 references. An extra material is presented in appendix.