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基于模拟植物生长算法的B样条蒙皮自由曲面薄壳结构形态优化方法研究被引量：1: 2024年; 为了寻求既满足建筑美学又具有良好受力性能的结构形态,根据模拟植物生长算法(PGSA)基本原理,在生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&PS-PGSA)基础上提出一种变步长并行搜索机制,从而形成生长空间限定与变步长并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&VPS-PGSA),并将其引入自由曲面薄壳结构形态优化领域。基于B样条蒙皮法,由若干型值点进行B样条曲线重构,并调整曲线的型值点数、阶次及节点向量,得到具有相同属性的一簇截面控制曲线,再通过蒙皮法将截面曲线拟合为初始自由曲面。以此为基础,以B样条曲线的型值点坐标为设计变量,以结构整体应变能为优化目标,采用GSL&VPS-PGSA优化算法得到造型和受力性能相协同的自由曲面薄壳结构。由方形拱壳及复杂曲面结构算例分析结果表明:B样条蒙皮法通过参数化建模可创建任意形状且光滑的自由曲面,且其型值点、阶次等形状控制参数为进一步的形态优化提供了条件;GSL&VPS-PGSA引入变步长并行搜索机制能较简洁地控制解的精度,并大大提高算法效率,与遗传算法、逆吊法相比,该算法优化效果更具优势;所建立的形态优化方法,能获取以承受薄膜应力为主的合理结构形态,并适用于多变量、复杂约束条件,以及有限元网格划分精细的大规模自由曲面实体结构的形态优化问题。; 石开荣吉古雪梅姜正荣; 关键词：模拟植物生长算法

基于模拟植物生长算法的桁架结构截面与形状优化分析: 2023年; 针对桁架结构优化问题,给出基于改进的生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&PS-PGSA)优化模型,对典型平面桁架、空间桁架结构分别进行截面优化及形状优化分析,结果表明:改进GSL&PS-PGSA算法的优化效果显著,其优化所得结构经济高效;对于平面桁架截面优化,相比二级优化法、相对差商法及连续变量法,改进GSL&PS-PGSA所得结构较其减少了8%~15%的用钢量;对于空间桁架优化,截面优化所得结构总质量较序列两级算法轻约8.1%,较蚁群算法轻约3.6%,而形状优化所得结构总质量则分别较序列两级算法、蚁群算法轻约31.2%、22.4%。因此,改进的GSL&PS-PGSA算法对桁架结构优化问题具有良好的适用性。; 林金龙石开荣姜正荣; 关键词：模拟植物生长算法桁架截面优化

基于双生长点并行生长机制的模拟植物生长算法及其结构优化被引量：3: 2022年; 针对模拟植物生长算法(PGSA)系列算法中存在的搜索路径相对单一、搜索覆盖面不够广等问题,结合复杂结构优化问题中设计变量多、存在多个局部最优解、算法难以自动终止等特点,基于PGSA的基本原理和植物的实际生长规律,提出一种新的算法机制——双生长点并行生长机制,并与基于生长空间限定与并行搜索(GSL&PS-PGSA)算法相融合。通过典型数学及空间桁架结构算例进行了验证,结果表明:双生长点并行生长机制增加了寻优搜索路径,拓宽了搜索覆盖面,降低了陷入局部最优解的概率,并为算法提供更为有效的终止机制,从而具有更加显著的优化效率及全局搜索能力;与序列两级算法、蚁群算法等常用优化方法相比,融入双生长点并行生长机制的GSL&PS-PGSA进一步提升了算法的优化求解能力,在结构优化问题中表现出良好的适应性及有效性。; 石开荣林金龙姜正荣; 关键词：模拟植物生长算法结构优化空间桁架

基于模拟植物生长算法的自由曲面空间网格结构形状优化方法被引量：2: 2022年; 针对自由曲面空间网格结构形状优化问题,将模拟植物生长算法(PGSA)引入结构形状优化领域。根据PGSA基本原理,提出双生长点并行生长机制、迭代稳定性判断机制及增强型随机多向搜索机制,并和基于生长空间限定与并行搜索算法(GSL&PS-PGSA)相结合,建立了基于融合GSL&PS-PGSA的自由曲面空间网格结构形状优化方法。该方法以广义形状参数表征形状优化设计变量,可有效避免产生奇异结构并提高优化效率。在此基础上,给出了相应的形状优化模型及流程,并采用MATLAB及ANSYS二次开发语言APDL编制了优化程序。对典型合理拱结构曲面及自由曲面网壳结构进行算例分析,结果表明:所提出的PGSA新机制显著提升了算法的寻优能力及稳定性;基于融合GSL&PS-PGSA的自由曲面空间网格结构形状优化方法,其优化效果明显,发掘了结构的合理形态,改善了结构的受力性能,适用于多变量、多荷载组合及复杂约束的大规模自由曲面空间网格结构形状优化,为复杂形体空间结构的设计选型提供了新的途径。; 石开荣林金龙姜正荣区彤; 关键词：空间网格结构模拟植物生长算法

基于改进模拟植物生长算法的桁架结构优化: 结构优化设计是在综合考虑结构安全和使用功能等约束的前提下,采用力学理论与优化技术对结构的截面尺寸、形状等进行优化。实际优化过程中多为非线性的隐式优化问题,且存在多种约束,传统的优化设计方法在优化效率、计算复杂度等方面的不...; 张一帆; 关键词：桁架结构

基于模拟植物生长算法的空间结构优化方法: 本书在概述工程结构优化设计和模拟植物生长算法研究现状的基础上，首先列出了模拟植物生长算法的特点及优势; 石开荣

基于模拟植物生长算法的车辆调度应用综述研究: 2021年; 模拟植物生长算法(plantgrowthsimulationalgorithm,PGSA)以植物的向性运动为启发式规则,通过分枝模式和生长环境构造出不断生长的植物分枝生长模式,开发了一种“无参数智能算法”的研究新领域。本文对比了模拟植物生长算法与其它智能算法,并详细描述了模拟植物生长算法的优势,其次,对模拟植物生长算法的演绎方式及标准流程进行理论概述。最后,对模拟植物生长算法在车辆调度中的应用进行研究综述,表明将模拟植物生长算法应用在车辆调度中的有效性。; 徐雷; 关键词：车辆调度模拟植物生长算法优化算法

基于生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法的空间结构优化方法被引量：9: 2021年; 为弥补传统设计理念和优化方法的不足,促进空间结构的发展与创新,结合前沿优化理论,依据模拟植物生长算法(PGSA)的基本原理,提出基于生长空间限定与并行搜索的模拟植物生长算法(GSL&PS-PGSA),并与空间结构优化相结合,建立了基于GSL&PS-PGSA的空间结构优化方法。给出了相应的结构优化流程,并采用MATLAB及ANSYS二次开发语言APDL编制了优化程序。通过单层球面网壳截面优化和弦支穹顶预应力优化的典型空间结构算例分析,结果表明:所提出的GSL&PS-PGSA为算法提供了有效的终止机制,且具有高效的计算效率及全局搜索能力;与遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、ANSYS自带优化方法以及其他改进PGSA算法等相比,GSL&PS-PGSA的优化效果更为显著且具有明显优势;所建立的基于GSL&PS-PGSA的空间结构优化方法,可适用于各类传统和新型空间结构体系的优化问题。; 石开荣潘文智姜正荣姜正荣魏德敏; 关键词：空间结构模拟植物生长算法单层球面网壳弦支穹顶结构优化

基于模拟植物生长算法的空间网格结构形状优化方法研究: 空间网格结构具有刚度大、质量轻、杆件布置灵活、造型新颖等特点，被广泛用于大跨度空间建筑。但随着结构跨度的进一步增大，以及造型的日趋复杂化，传统的结构设计理念和方法已不能完全兼顾结构形态合理与安全，而结构形态学已成为当前空...; 林金龙; 关键词：空间网格结构模拟植物生长算法结构优化

模拟植物生长算法的原理及应用被引量：13: 2020年; 为解决国外主流智能算法普遍存在的参数选择难题,模拟植物生长算法(PGSA)以植物独有的向性运动为启发式准则,将优化问题的解空间当做植物的生长环境,通过生长信息和分枝模式(L-系统)构造出依赖优化环境而不断生长的人工植物分枝生长模式,建立了跳出局部最优解并迅速求出全局最优解的遍历搜索机制和智能算法体系.模拟植物生长算法开拓了"无参数智能优化算法"研究的新领域,本文从该算法的思想源头进行阐述,对国内外学者近年来在不同研究领域应用该算法的情况进行了分析和评述,指出了植物生长原理对智能优化领域的影响以及未来的发展方向.; 李彤王众托

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