International Journal of Aeronautical and Space Sciences
/
v.14
no.4
/
pp.324-333
/
2013
The purpose of this paper is to improve the efficiency of multi-objective topology optimization using a genetic algorithm (GA) with bar-system representation. We proposed a new GA using an elite initial population obtained from a Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) using a weighted sum method. SIMP with a weighted sum method is one of the most established methods using sensitivity analysis. Although the implementation of the SIMP method is straightforward and computationally effective, it may be difficult to find a complete Pareto-optimal set in a multi-objective optimization problem. In this study, to build a more convergent and diverse global Pareto-optimal set and reduce the GA computational cost, some individuals, with similar topology to the local optimum solution obtained from the SIMP using the weighted sum method, were introduced for the initial population of the GA. The proposed method was applied to a structural topology optimization example and the results of the proposed method were compared with those of the traditional method using standard random initialization for the initial population of the GA.
The present work proposes a self-controlled multi-stage optimization method for damage identification of structures utilizing standard particle swarm optimization (PSO) algorithm. Damage identification problem is formulated as an inverse optimization problem where damage severity in each element of the structure is considered as optimization variables. An efficient objective function is formed using the first few frequencies and mode shapes of the structure. This objective function is minimized by a self-controlled multi-stage strategy to identify and quantify the damage extent of the structural members. In the first stage, standard PSO is utilized to get an initial solution to the problem. Subsequently, the algorithm identifies the most damage-prone elements of the structure using an adaptable threshold value of damage severity. These identified elements are included in the search space of the standard PSO at the next stage. Thus, the algorithm reduces the dimension of the search space and subsequently increases the accuracy of damage prediction with a considerable reduction in computational cost. The efficiency of the proposed method is investigated and compared with available results through three numerical examples considering both with and without noise. The obtained results demonstrate the accuracy of the present method can accurately estimate the location and severity of multi-damage cases in the structural systems with less computational cost.
In this study a multi-objective optimization problem is solved. The objectives used here include simultaneous minimum construction cost in term of sections weight, minimum structural damage using a damage index, and minimum non-structural damage in term of inter-story drift under the applied ground motions. A high-speed and low-error neural network is trained and employed in the process of optimization to estimate the results of non-linear time history analysis. This approach can be utilized for all steel or concrete frame structures. In this study, the optimal design of a planar eccentric braced steel frame is performed with great detail, using the presented multi-objective algorithm with a discrete population and then a moment resisting frame is solved as a supplementary example.
After the Tohoku earthquake and tsunami (Japan, 2011), regulatory efforts to mitigate external hazards have increased both the safety requirements and the total capital cost of nuclear power plants (NPPs). In these circumstances, identifying not only disaster robustness but also cost-effective capacity setting of NPPs has become one of the most important tasks for the nuclear power industry. A few studies have been performed to relocate the seismic capacity of NPPs, yet the effects of multiple hazards have not been accounted for in NPP capacity optimization. The major challenges in extending this problem to the multihazard dimension are (1) the high computational costs for both multihazard risk quantification and system-level optimization and (2) the lack of capital cost databases of NPPs. To resolve these issues, this paper proposes an effective method that identifies the optimal multihazard capacity of NPPs using a multi-objective genetic algorithm and the two-stage direct quantification of fault trees using Monte Carlo simulation method, called the two-stage DQFM. Also, a capacity-based indirect capital cost measure is proposed. Such a proposed method enables NPP to achieve safety and cost-effectiveness against multi-hazard simultaneously within the computationally efficient platform. The proposed multihazard capacity optimization framework is demonstrated and tested with an earthquake-tsunami example.
International Journal of Fluid Machinery and Systems
/
v.2
no.2
/
pp.102-109
/
2009
A design optimization system for Francis turbine was developed. The system consists of design program and CFD solver. Flow passage shapes are optimized automatically by using the system with Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA). In this study, the system was applied to a high specific speed Francis turbine (nSP = 250m-kW). The runner profile and the draft tube shape were optimized to decrease hydraulic losses. As the results, it was shown that the turbine efficiency was improved in wide operating range, furthermore, the height of draft tube was reduced with the hydraulic performance kept.
In the past decades, several algorithms based on evolutionary approaches have been proposed for solving job shop scheduling problems (JSP), which is well-known as one of the most difficult combinatorial optimization problems. Most of them have concentrated on finding optimal solutions of a single objective, i.e., makespan, or total weighted tardiness. However, real-world scheduling problems generally involve multiple objectives which must be considered simultaneously. This paper proposes an efficient particle swarm optimization based approach to find a Pareto front for multi-objective JSP. The objective is to simultaneously minimize makespan and total tardiness of jobs. The proposed algorithm employs an Elite group to store the updated non-dominated solutions found by the whole swarm and utilizes those solutions as the guidance for particle movement. A single swarm with a mixture of four groups of particles with different movement strategies is adopted to search for Pareto solutions. The performance of the proposed method is evaluated on a set of benchmark problems and compared with the results from the existing algorithms. The experimental results demonstrate that the proposed algorithm is capable of providing a set of diverse and high-quality non-dominated solutions.
Journal of Korean Institute of Industrial Engineers
/
v.22
no.4
/
pp.533-549
/
1996
This paper is concerned with a sequencing problem in mixed model assembly lines, which is important to efficient utilization of the lines. In the problem, we deal with the two objectives of minimizing the risk of stoppage and leveling part usage, and consider sequence-dependent setup time. In this paper, we present a genetic algorithm(GA) suitable for the multi-objective optimization problem. The aim of multi-objective optimization problems is to find all possible non-dominated solutions. The proposed algorithm is compared with existing multi-objective GAs such as vector evaluated GA, Pareto GA, and niched Pareto GA. The results show that our algorithm outperforms the compared algorithms in finding good solutions and diverse non-dominated solutions.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
/
v.26
no.1
/
pp.30-35
/
2017
The major parts of a vacuum cleaner are molded. The vacuum cleaner works in multi-load conditions. Therefore, the designer needs to optimize the structure and injection molding conditions simultaneously. Here, the main factor of design is the rib shape and thickness. The greater the rib thickness, the greater the stiffness of the structure. However, it causes an increase in weight. On the other hand, the lower the rib thickness, the greater the increase in the injection pressure. However, the weight will be reduced. Therefore, the designer needs to optimize the rib shape and thickness for structure stiffness and injection molding. In order to solve this problem, we propose an optimization method using D.O.E and a response surface model, which is a multi-objective optimization method using the multi-objective genetic algorithm.
Gholamnezhad, Pezhman;Broumandnia, Ali;Seydi, Vahid
ETRI Journal
/
v.44
no.5
/
pp.805-815
/
2022
The model-based evolutionary algorithms are divided into three groups: estimation of distribution algorithms, inverse modeling, and surrogate modeling. Existing inverse modeling is mainly applied to solve multi-objective optimization problems and is not suitable for many-objective optimization problems. Some inversed-model techniques, such as the inversed-model of multi-objective evolutionary algorithm, constructed from the Pareto front (PF) to the Pareto solution on nondominated solutions using a random grouping method and Gaussian process, were introduced. However, some of the most efficient inverse models might be eliminated during this procedure. Also, there are challenges, such as the presence of many local PFs and developing poor solutions when the population has no evident regularity. This paper proposes inverse modeling using random forest regression and uniform reference points that map all nondominated solutions from the objective space to the decision space to solve many-objective optimization problems. The proposed algorithm is evaluated using the benchmark test suite for evolutionary algorithms. The results show an improvement in diversity and convergence performance (quality indicators).
Zhou, Hao;Guo, Rui;Jiang, Wei;Liu, Rongzhong;Song, Pu
Steel and Composite Structures
/
v.44
no.2
/
pp.211-224
/
2022
Multi-objective optimization was conducted to obtain the optimal configuration of a composite sandwich structure with honeycomb-foam hybrid core subjected to underwater shock waves, which can fulfill the demand for light weight and energy efficient design of structures against underwater blast. Effects of structural parameters on the dynamic response of the sandwich structures subjected to underwater shock waves were analyzed numerically, from which the correlations of different parameters to the dynamic response were determined. Multi-objective optimization of the structure subjected to underwater shock waves of which the initial pressure is 30 MPa was conducted based on surrogate modelling method and genetic algorithm. Moreover, optimization results of the sandwich structure subjected to underwater shock waves with different initial pressures were compared. The research can guide the optimal design of composite sandwich structures subjected to underwater shock waves.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.