نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این مقاله، دو روش برای تعیین بهینۀ اندازۀ و مکان فیلترهای اکتیو، برای جبران هارمونیکها در شبکۀ برق معرفی شده اند. در روش اول، هدف کمینه کردن اغتشاشات هارمونیکی ولتاژ است. در روش دوم، هدف ارضای قیود استانداردهای هارمونیکی ولتاژ، با کمترین جریان تزریقی فیلترهای اکتیو است. روشهای فوق، توسط الگوریتم ژنتیک پیاده سازی و اجرا شده اند. نتایج آزمایشات بر روی یک شبکۀ 18 شینه، کارایی روشهای فوق را به نمایش گذاشته است. واژگان کلیدی: الگوریتم ژنتیک، فیلترهای اکتیو، هارمونیک، جایابی، بهینه سازی

---

اسکلتهای الگوریتمی1 به‌عنوان شیـوه‌ای برای برنامه نویسی موازی درسالهـای اخیرمورد توجه محققان قرارگرفته است. با استفاده ازاین شیوه ، برنامه نویس می تواند با بهره‌گیری از یک سری الگوهای پیش ساخته، الگوریتم خود را پیاده سازی کند. دراین مقاله مجموعه‌ای از الگوهای پیش ساخته با الهام از این شیوه برای پیاده سازی الگوریتمهای ژنتیکی موازی طراحی شده است . برای هریک از الگو های پیشنهادی، مدل کارایی2 محاسبه شده است. برنامه نویس با استفاده از این مدل ، قادر به مقایسه الگوها وانتخاب بهترین الگو برای کاربرد مورد نظرش است. ضمناً برنامه نویس می‌تواند در هر الگو توپولوژی مجازی پردازشها را تعیین کند. این عمل ضمن افزایش کارایی الگو، کار جدیدی در تحقیقات اسکلتهای الگوریتمی است. از دیگر دستاوردهای این تحقیق قابلیت ترکیب الگوهاست که تنها در معدودی از تحقیقات قبلی دیده شده است.

---

در این مقاله روشی دقیق، کارا، مطمئن و سریع برای بهینه یابی سطح لغزش شیروانیهای خاکی ارائه می‌شود. با استفاده از روش الگوریتم ‍‍‍‍‍ژنتیک ( یا اختصارا GA) که یکی از روشهای مدرن و غیر کلاسیک در بهینه‌یابی است و تلفیق آن با روش بیشاپ که از روشهای معروف و کاربردی است در تحلیل پایداری شیروانیهای خاکی ویافتن کمترین ضریب اطمینان، پایداری در آنها استفاده شده است. تحقیقات و بررسیها نشان داده است که انتخاب متغیرهای مناسب برای تعریف و حل مسئله با روش الگوریتم ژنتیک و همچنین تعیین محدوده مناسب برای این متغیرها نقش به‌سزایی در سرعت همگرایی به جواب بهینه داشته و لذا متغیر‌های مسئله در این تحقیق به نحوی تعریف و در نظر گرفته شده‌اند که در مقایسه با روشهای دیگر و معروف بهینه یابی، کاهش میزان تکرار‌ها تا نیل به همگرایی تا بیش ار 50% قابل مشاهده است که صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای در زمان و حافظه کامپیوتر خواهد بود. دقت روش پیشنهادی فوق ابتدا با مثالهایی از بهینه یابی سطح لغزش شیروانی همگن، نا همگن و همچنین شیروانی سد خاکی و مقایسه نتایج با دیگر روشهای بهینه یابی نشان داده شده است. به‌عنوان کاربرد این روش در مسائل نوین مهندسی ژئو تکنیک، شیروانی تسلیح شده‌ای مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و سطح لغزش بحرانی شیروانی مسلح به روش الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است.

---

حفاظت از سازه های دریایی دور از ساحل (که اهمیت خاصی برای اقتصاد کشور دارند) در برابر خوردگی معمولا به روش حفاظت کاتدی آندهای فدا شونده صورت می پذیرد. در این روش، آندهای فدا شونده در نقاط مختلفی از سازه دریایی نصب می شوند تا آن را مورد حفاظت قرار دهند. «موقعیت نصب آندها در سازه با برای ارائه حفاظت مورد نیاز». مسئله ای است که مورد توجه بسیاری از مهندسان است و تا به امروز بر مبنای قواعد تجربی انجام می شود. چه بسا در روشهای متداول طراحی در بسیاری از نقاط سازه حفاظتی بیش از اندازه و در نقاطی کمبود پتانسیل حفاظتی به وجود می آید. از این رو ارائه روشی سیستماتیک برای آنکه بتواند برای هر چیدمان آند، سازه را از نظر حفاظتی تحلیل کند و نیز بتواند به صورت خودکار اولا حفاظت کامل سازه مورد نظر را تامین کند و ثانیا هزینه چنین حفاظتی را به حداقل برساند، یکی از نیازهای اساسی در صنایع دریایی و هدف این تحقیق است. آنچه در این مقاله می آید ارائه روش الگوریتم ژنتیک به منظور طراحی خودکار سیستم حفاظت کاتدی و بهینه سازی چیدمان آندها بر روی سازه های دریایی است. ارزیابی حفاظت سازه، ملاک شایستگی هریک از طرحها، منظور شده است. برای ارزیابی حفاظت، سازه دریایی و مجموعه آندهای روی آن و الکترولیت اطراف به صورت مجموعه ای یکپارچه، مدلسازی و به روش اجزای محدود تحلیل می شود. با به کارگیری الگوریتم ژنتیک، به تدریج نسلهای بهتری از طرحهای حفاظت کاتدی ایجاد می شود. طرحی که حفاظت کامل را ایجاد و کمترین هزینه را داشته باشدف به عنوان طرح برگزیده بهینه معرفی می شود. برای نشان دادن قابلیتهای الگوریتم دو مثال حل شده است.

---

در این مقاله، یک مدل برنامه‌ریزی غیرخطی عدد صحیح ترکیبی با هدف کاهش هزینه توقف خط در خطوط مونتاژ چند مدلی ارایه می‌شود. امروزه با توجه به دلیل تنوع زیاد محصولات برای پاسخگویی سریع به تقاضاهای متنوع مشتریان، اکثر شرکتهای تولیدی از خطوط مونتاژ چند مدلی استفاده می‌کنند. از آنجا که معمولا زمان مونتاژ، ترکیب و مقدار قطعات مورد نیاز برای هر مدل متفاوت است، حداقل کردن توقف خط یک عامل عمده که در تعیین توالی پردازش محصولات مطرح می‌شود. توقف خط موجب بیکاری اپراتورها، بیکاری ماشینها، کاهش تولید و افزایش هزینه سربار و در نهایت کاهش بهره وری می‌شود. به علت پیچید‌گی این مدل که جزء خانواده مسایل NP-hard است، یک روش فراابتکاری بر اساس الگوریتم ژنتیک برای به دست آوردن حلهای نزدیک به بهینه در ابعاد بزرگ و در زمان معقول طراحی و پیشنهاد می‌شود. برای نشان دادن کارایی این الگوریتم پیشنهادی، نتایج محاسباتی با حلهای به دست آمده از نرم‌افزار لینگو مقایسه شده است.

---

- در این پژوهش بر اساس نتایج حاصل از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی، مدلی برای پیش‌بینی خواص الاستیک نانوکامپوزیت زمینه آلومینیم تقویت‌شده با ذرات کاربید سیلیسیم ایجاد شد. هم‌چنین دو مدل برای پیش‌بینی چگالی و قیمت نانوکامپوزیت پیشنهاد شد. سپس با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک برای کمترین چگالی و قیمت و بیشترین خواص الاستیک، درصد بهینه کسر حجمی تقویت‌کننده به‌دست آمد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از بهینه‌سازی، کسر حجمی بهینه تقویت‌کننده 44/0 به‌دست آمد. برای این کسر حجمی بهینه، به‌ترتیب مدول یانگ بهینه 89/165 گیگاپاسکال، مدول برشی بهینه 37/111 گیگاپاسکال، قیمت بهینه 75/8 دلار بر پوند و چگالی بهینه 92/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب به دست آمد.

---

در فرایند تف‌جوشی پلاسمای جرقه­ای، اعمال هم‌زمان فشار مکانیکی و بار الکتریکی روی نمونه پودری، موجب حصول نمونه‌ای با چگالی نزدیک به مقدار نظری می‌شود. در این پژوهش به شبیه‌سازی اجزای محدود کوپل الکتریکی- حرارتی- مکانیکی سیستم تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای و استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چند هدفه برای بهینه‌سازی متغیر‌های قالب، پرداخته شده است. شبیه‌سازی صورت گرفته برای نمونه کامپوزیتی Si₃N₄-SiO₂ با نسبت مولی 1:1 مطابقت خوبی با آزمون‌های تجربی داشت. به کمک الگوریتم ژنتیک چند هدفه، بهینه‌‌سازی ابعاد قالب به منظور حداکثر نمودن دمای مرکز نمونه و حداقل کردن "تنش فون میسز" در قالب صورت گرفت. نتایج نشان می‌دهد پس از بهینه‌سازی ابعاد قالب، دمای مرکز نمونه حدود 8 درصد افزایش و اختلاف دمای مرکز نمونه و سطح قالب در حدود 18 درصد کاهش یافت. این موضوع موجب یکنواختی بهتر در توزیع تخلخل نمونه نهایی گردید.