演化算法求解桁架多目标拓扑优化的收敛速度研究

来源：计算力学学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：胡浩,李刚

单位：大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,盐城工学院 土木工程学院, 盐城 224051,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024

摘要：演化算法能够同时满足结构拓扑优化的前沿领域对全局优化、黑箱函数优化、组合优化和多目标优化的需求,但采用此类算法的可行性与必要性由其收敛性与计算效率决定。本文以应力约束桁架多目标拓扑优化问题为求解对象,致力于揭示在收敛性与计算效率两方面具有竞争力的算法。首先提出评估演化算法求解拓扑优化问题收敛性与计算效率的通用方法,采用穷举法严格推导了典型桁架多目标拓扑优化问题的全局最优解,并采用超体积指标定义了多层次收敛性能准则。最后通过比较研究得到不同收敛性需求下具有最快收敛速度的演化算法,并揭示了具有竞争力的算法机制。本研究为演化算法求解多目标拓扑优化问题的收敛速度奠定了理论基础,同时为高效求解实际工程拓扑优化问题提供算法支持。

关键词：演化算法,收敛速度,桁架拓扑优化,多目标优化,应力约束,

基金资助：973国家重点基础研究发展计划(2014CB046506,2014CB046803);国家自然科学基金(91315301,11372061)资助项目.