系統識別號 | U0002-2206201615014200 |
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DOI | 10.6846/TKU.2016.00691 |
論文名稱(中文) | 應用蝙蝠演算法於結構最佳化設計之研究 |
論文名稱(英文) | Optimum Design of Structures by Bat Algorithm |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 航空太空工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Aerospace Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 104 |
學期 | 2 |
出版年 | 105 |
研究生(中文) | 陳炫光 |
研究生(英文) | Xuan-Guang Chen |
學號 | 603430082 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2016-06-13 |
論文頁數 | 68頁 |
口試委員 |
指導教授
-
張永康
委員 - 張永康 委員 - 應宜雄 委員 - 屠名正 |
關鍵字(中) |
蝙蝠演算法 最佳化設計 |
關鍵字(英) |
Batalgorithm OptimumDesign |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
本論文應用蝙蝠演算法於結構最佳化設計中。蝙蝠演算法是一種模仿自然界蝙蝠覓食行為進行搜尋最佳解之方法,經由將蝙蝠捕食獵物之過程透過數學轉換為一仿生最佳化演算法,該法特點為高準確性、搜尋範圍廣、不易落入區域最佳解。蝙蝠演算法利用蝙蝠特有的回聲定位法,使其能藉由頻率、響度、脈衝發射率三者之間的改變,進行大範圍之搜尋並在滿足各種限制之條件後,進行最佳解的選擇,進而得到全域最佳解。 本研究將ANSYS有限元素分析軟體中的APDL語法與FORTRAN程式結合成一系統程式,並以六種不同的範例執行結構最佳化設計。範例中將結構最佳化問題轉為數學函數,再利用蝙蝠演算法對結構系統執行最佳化設計。由數值分析範例之結果,發現將蝙蝠演算法應用於結構最佳化設計上可得到不錯的結果。 |
英文摘要 |
The Bat algorithm was applied to the optimum design of structures in this study. The Bat algorithm is swarm intelligence based optimization technique inspired by the intelligent foraging behavior of bats. The Bat algorithm, based on the echolocation behavior of bats searching for the optimum in a design space. The proposed algorithm finds the distance between each bat and guides the bat’s movement by the bat position and velocity. With the help of frequency, loudness and pulse rate parameters during the search process, the global optimum design can be obtained efficiently. The FORTRAN and APDL of ANSYS software are integrated into a systematic Bat optimization program. The optimization problem can be transformed into a mathematical function. Minimum weight design will be developed in six numerical examples. Then the optimum deign of structures can be obtained by Bat algorithm. The results of Bat algorithm are better than other reference in the examples. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 中文摘要 Ⅱ 英文摘要 Ⅲ 目錄 Ⅳ 第一章 緒論 1 1.1研究動機1 1.2文獻回顧 3 1.3本文架構 6 第二章 蝙蝠演算法 7 2.1 基礎理論 7 2.2 蝙蝠演算法程序 10 2.3 適應值 13 2.4 蝙蝠演算法執行流程 14 第三章 最佳化設計 16 3.13.1 最佳化設計概念 最佳化設計概念 16 3.2 最佳化問題 17 3.3 程式執行流程 19 第四章 數值分析 20 4.1範例一:十桿件桁架結構最佳化設計 21 4.2範例 二:十七桿件桁架結構最佳化設計 23 4.3範例三:十八桿件桁架結構最佳化設計 25 4.4範例四:二十五桿件桁架結構最佳化設計 27 4.5範例五:直升機尾桁結構輕量化設計 29 4.6範例六:單層懸臂薄板結構輕量化設計 31 第五章 結論 33 參考文獻 57 圖目錄 圖一 回聲定位示意圖 35 圖二 調頻與常頻-調頻之超聲波類型變化圖 36 圖三 蝙蝠演算法執行流程37 圖四 系統程式執行流圖 38 圖五 程式執行流圖 39 圖六 範例一 十桿件桁架結構尺寸圖 40 圖七 範例二 十七 桿件桁架結構尺寸外型圖 41 圖八 範例三 十八桿件桁架結構尺寸外型圖 42 圖九 範例四 二十五桿件桁架結構尺寸外型圖 43 圖十 範例五 直升機尾桁結構圖 44 圖十一 範例六 單層懸臂薄板結構圖 45 表目錄 表一 範例一 結構最佳設計值之比較 46 表二 範例二 結構最佳設計值之 比較47 表三 範例三 桿件分組 桿件分組 48 表四 範例三 結構最佳設計值之 結構最佳設計值之 結構最佳設計值之 比較 49 表五 範例四 二十五桿件桁架構各節點受力 50 表六 範例四 桿件分組 桿件分組 51 表七 範例四 二十五桿件桁架結構節點座標 52 表八 範例四 結構最佳設計值之 比較53 表九 範例五 直升機尾桁之桿件分組 54 表十 範例五 結構最佳設計值之 結構最佳設計值之 結構最佳設計值之 比較55 表十一 範例六 結構最佳設計值之 結構最佳設計值之 結構最佳設計值之 比較 56 |
參考文獻 |
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