به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « multi-objective optimization » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «multi-objective optimization» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Hossein Taghipoor *, Jaber Mirzaei
    One of the enormous challenges of bio-composites is the improvement of the flexural and impact strength. Therefore, the optimization and parametric investigation of nanocomposites reinforced with natural hybrid fibers is the main focus of this study. Kenaf/basalt/nanographene fibers in polypropylene were used to reinforce bio-composite specimens. Response Surface Method (RSM) was applied to study and present a mathematical model for the performance of bio-composite according to a number of parameters including the basalt fiber weight percentage, kenaf fiber as well as nanographene. The performance of the specimens was discussed under the bending and impact tests and the outcomes were explained by the use of FESEM images. The optimal value of the parameters was set as a multi-objective according to the increase of the flexural strength and energy absorption, the reduction of the specimens’ weight, and also a Pareto diagram was illustrated considering the design goals. The findings revealed that the composite specimen with the best flexural behavior had the flexural strength of 51.2558 MPa, which consisted of 0.8723 wt% of basalt fibers, 15% of kenaf fibers, and 0.76881% of graphene nanoparticles. In addition, the best specimen in terms of impact had 116,809 J / m energy absorption, which included 8.23% basalt fibers, 0.808% graphene nanoparticles, and 15% kenaf fibers.
    Keywords: Multi-Objective Optimization, Mechanical Properties, Modeling, Response Surface Method (RSM), Bio-Composite}
  • Mahsa Soheil Shamaee *
    This study focuses on investigating how grid-stiffened composite shells behave under external hydrostatic pressure. The critical buckling load is calculated using the first-order shear deformation theory (FSDT) and the Ritz method. Various factors, including shell thickness, angle of helical stiffeners, rib section area, and the number of stiffeners, are examined to understand their impact on the buckling load. To optimize the design, three multi-objective optimization algorithms are employed: Nondominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGAII), Multiobjective Particle Swarm Optimization (MOPSO), and a hybrid method that combines NSGAII and MOPSO. The hybrid method intelligently divides the population into two groups and uses NSGAII and MOPSO to efficiently explore and exploit the solution space. The results yield a Pareto optimal front that showcases diverse solutions across different regions, providing decision-makers with the flexibility to select the solution that best fits their preferences. The solutions obtained through these algorithms are compared based on their diversity and distribution throughout the Pareto front.
    Keywords: Grid Stiffeners, Buckling load, Composite Shell, multi-objective optimization, NSGAII, MOPSO}
  • جواد طاهراحمدی، یونس نورالهی*، مصطفی پناهی

    در سال های اخیر، کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای در بخش ساختمان، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. مانند سایر نقاط دنیا، بخش ساختمان در ایران نیز سهم زیادی از مصرف انرژی را بخود اختصاص داده است. در نتیجه ساختمان های کم مصرف و حتی انرژی صفر، به عنوان راه حل جایگزین در حل این مشکل، مورد توجه دانشمندان، محققان و سیاستگذاران قرار گرفته اند. یکی از چالش های اصلی در طراحی ساختمان انرژی صفر، یافتن بهترین ترکیب از راهکارهای پسیو جهت کاهش مصرف و بهینه سازی عملکرد انرژی در ساختمان است به گونه ای که عملکرد انرژی ساختمان و آسایش حرارتی ساکنان را تحت تاثیر منفی قرار ندهد. این مقاله یک روش برای بهینه سازی چند هدفه و چند متغیره مبتنی بر شبیه سازی ساختمان ارایه می دهد که در سه مرحله اصلی انجام شده است: شبیه سازی مصرف انرژی ساختمان، فرآیند بهینه سازی دو هدفه و تصمیم گیری چند معیاره طراحی ساختمان انرژی صفر با کاربرد انرژی های تجدیدپذیر. پارامترهای طراحی مورد بررسی عبارتند از: جهت ساختمان، زاویه و عمق و طول بیرون زدگی سایه بان ها، ضخامت عایق دیوارهای خارجی، نقاط تنظیم دمای سرمایش و گرمایش، نسبت مساحت پنجره به دیوار، ضریب انتقال حرارت پنجره ها و ضخامت عایق سقف. علاوه بر این، منابع انرژی های تجدیدپذیر در نظر گرفته شده عبارتند از: پنل های فتوولتاییک و توربین بادی. به منظور دستیابی به ساختمان انرژی صفر خالص با در نظر گرفتن حفظ آسایش حرارتی ساکنین، الگوریتم ژنتیک چند هدفه با مرتب سازی نامغلوب استفاده شده است. در نهایت جهت تعیین بهینه ترین پاسخ در نمودار پارتو از روش حذف و انتخاب سازگار با واقعیت استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که شرایط اقلیمی و انتخاب مناسب پارامترهای معماری در کاهش مصرف انرژی ساختمان بسیار مهم و حیاتی هستند. بر اساس نتایج، بکارگیری راهکارهای بهینه سازی انرژی در شهر تهران، منجر به کاهش 25.3 درصدی در مصرف انرژی می شود. علاوه بر این، پتانسیل قابل توجهی برای استفاده از سیستم فتوولتاییک در شهر تهران برای تامین انرژی مورد نیاز منازل وجود دارد.

    کلید واژگان: ساختمان انرژی صفر خالص, بهینه سازی چند هدفه, اقلیم معتدل, سیستم های انرژی تجدیدپذیر, آسایش حرارتی}
    Javad Taher Ahmadi, Yunus Nurollahi*, Mustafa Panahi

    In recent years, reducing energy consumption and greenhouse gas emissions in the building sector has attracted a lot of attention. As in other parts of the world, the construction sector in Iran also has a large share of energy consumption. As a result, low consumption and even zero energy buildings, as an alternative solution in solving this problem, have attracted the attention of scientists, researchers and policy makers. One of the main challenges in designing a zero energy building is to find the best combination of passive solutions to reduce consumption and optimize energy performance in the building in such a way that the energy performance of the building and the thermal comfort of the residents are not negatively affected. This article presents a method for multi-objective and multi-variable optimization based on building simulation, which is carried out in three main stages: building energy consumption simulation, two-objective optimization process and multi-criteria decision making for zero energy building design using renewable energy sources. Reproducible. The studied design parameters are: direction of the building, angle and depth and length of the protrusion of the shades, insulation thickness of external walls, temperature adjustment points for cooling and heating, ratio of window to wall area, heat transfer coefficient of windows and thickness of roof insulation. In addition, the considered renewable energy sources are: photovoltaic panels and wind turbines. In order to achieve a net zero energy building, considering maintaining the thermal comfort of the residents, a multi-objective genetic algorithm with non-dominated sorting has been used. Finally, in order to determine the most optimal answer in the Pareto diagram, the elimination and selection method compatible with reality has been used. The results show that climatic conditions and the appropriate selection of architectural parameters are very important and vital in reducing building energy consumption. Based on the results, the use of energy optimization solutions in Tehran leads to a 25.3% reduction in energy consumption. In addition, there is a significant potential for the use of photovoltaic systems in Tehran to provide energy for homes.

    Keywords: Net Zero Energy Building, Multi-objective optimization, Moderate climate, Renewable energy systems, Thermal comfort}
  • علی دژدار، احسان الله عصاره*، علی ارشادی، احمد عرب کوهسار

    در پژوهش حاضر به آنالیز یک سیستم تجدید پذیر مبتنی بر انرژی بادی، خورشیدی و زمین گرمایی با ترکیبی هدفمند از واحدهای پیل سوختی، پمپ حرارتی، الکترولایزر غشای تبادل پروتون، توربین بخار و اسمز معکوس پرداخته شد. مدل سازی و شبیه سازی گذرا سیستم پیشنهادی با استفاده از نرم افزار TRNSYS انجام می شود. این سیستم برای تامین نیازهای یک مجتمع مسکونی 80 واحد مسکونی و 320 نفر به انرژی الکتریکی، سرمایش و گرمایش طراحی و بررسی شد. یک بررسی موردی جهت امکان سنجی راه اندازی سیستم پیشنهادی در شهر ساحلی بندرانزلی در کشور ایران انجام شد. بهینه سازی عملکرد سیستم با تعیین دو تابع هدف توان تولیدی و هزینه چرخه عمر سیستم با روش سطح پاسخ و نرم افزار دیزاین اکسپرت انجام شد. پنج پارامتر تاثیرگذار بر روی عملکرد سیستم شامل تعداد توربین بادی، تعداد پنل خورشیدی، ظرفیت پیل سوختی، ظرفیت توربین بخار و ظرفیت الکترولایزر غشای تبادل پروتون به عنوان متغیرهای بهینه سازی انتخاب شدند. سیستم در بهینه ترین حالت خود می تواند به توان تولیدی 3036105.022 کیلووات ساعت و هزینه چرخه عمر 781944.254 دلاری برسد. نتایج زیست محیطی نشان داد که با راه اندازی سیستم در حالت بهینه و در شهر بندرانزلی و تولید برق به میزان 3036.1 مگاوات سالیانه می توان به گسترش 3 هکتاری فضای سبز در سال کمک کرد و به کاهش انتشار کربن دی اکسید به میزان 619.36 تن کربن دی اکسید با هزینه 14864.74 دلار کمک کرد.

    کلید واژگان: مزرعه بادی, مزرعه خورشیدی, زمین گرمایی, پیل سوختی, پمپ حرارتی, بهینه سازی چندهدفه, TRNSYS}
    Ali Dezhdar, Ehsanollah Asareh*, Ali Ershadi, Ahmad Arab Kuhsar

    In the current research, a renewable system based on wind, solar, and geothermal energy was analyzed with a targeted combination of fuel cell units, heat pump, proton exchange membrane electrolyzer, steam turbine and reverse osmosis. Transient modeling and simulation of the proposed system was done using TRNSYS software. This system was designed and evaluated to meet the needs of a residential complex with 80 residential units and 320 people for electrical energy, cooling, and heating. A case study was conducted for the feasibility of setting up the proposed system in the coastal city of Bandar Anzali in Iran. Optimization of system performance was done by determining two objective functions of production power and system life cycle cost with response surface method and Design Expert software. Five parameters affecting the system performance including the number of wind turbines, number of solar panels, fuel cell capacity, steam turbine capacity, and proton exchange membrane electrolyzer capacity were selected as optimization variables. In its most optimal state, the system can reach a production power of 3036105.022 kWh and a life cycle cost of 781944.254 $. The environmental results showed that by setting up the system in an optimal mode in Bandar Anzali city and producing electricity at the rate of 3036.1 MW per year, it is possible to help expand 3 hectares of green space per year. It also helped reduce carbon dioxide emissions by 619.36 tons of CO2 at a cost of 14,864.74 $.

    Keywords: Wind farm, Solar farm, Geothermal, Fuel cell, Heat pump, Multi objective optimization, TRNSYS}
  • Nima Ghasemzadeh *, Ramin Ghiami Sardroud, Ehsan Gholamian, Mortaza Yari
    The novel tri-generation system powered by geothermal energy is assessed from exergo-economic and thermodynamic perspectives. The proposed system consists of a geothermal single flash cycle, an ORC with the OFOH and the IHE, a HDH desalination system, and a double-effect absorption refrigeration system. This system aims to produce power, cooling load, and the freshwater. The design parameters effects such as geothermal inlet temperature, the flash chamber inlet pressure, HPG temperature difference, and steam-turbine outlet pressure on the main indicators, including exergy efficiency, cooling load, total product unit cost, and produced freshwater mass flow rate. Moreover, the multi-objective optimization is applied using machine learning method and Grey wolf algorithm to optimize the total product unit cost, the net generated power rate, and the exergy efficiency. Under base design conditions, the total product unit cost and the exergy efficiency are 77.8 $/GJ and 44.2%, respectively. Moreover, the results for the exergy efficiency, the total product unit cost, and the net generated power rate of the system under multi-objective optimization are 54%, 62.5 $/GJ, and 180 kW. Among all elements of the current system, TEG1 has the greatest rate of the exergy destruction, which is 94.02 kW. Additionally, the rate of the overall system exergy destruction is 221.72 kW
    Keywords: Tri-generation, Geothermal, Thermo-economic, Multi-objective optimization, Machine Learning}
  • حسن ناصح*، فردین جمالی املشی، علی محمودی، ندا محمدی بادیزی، محمدرضا بختیاری

    هدف از این مقاله، بهینه سازی زیرسامانه تامین توان ماهواره بر مبنای جرم و توان تولیدی می باشد. برای این منظور، تحلیل مدار ماهواره، برای تعیین زمان قرارگیری در سایه در نرم افزار 1STK صورت پذیرفته است و طراحی زیرسامانه تامین توان2 ماهواره براساس روابط تحلیلی موجود انجام و پارامترهای اصلی طراحی برای دستیابی به کمینه وزن این زیرسامانه بهینه سازی شده است. بدین منظور، ابتدا براساس ماهواره هدف (موجود)، ماهواره ارستد3، مدهای عملیاتی مداری و ماموریتی این ماهواره تدوین شده است و همچنین اطلاعات آماری زیرسامانه تامین توان آن نیز مشخص و استخراج شده است، سپس، طراحی زیر سامانه تامین توان بر مبنای روابط پارامتریک و تحلیل آماری و همچنین براساس شبیه سازی و تحلیل مداری ماهواره صورت پذیرفته است. در پایان به منظور مدل سازی مساله طراحی، تابع هدف طراحی و بهینه سازی، وزن زیرسامانه تامین توان در نظر گرفته شده است و پارامترهای اصلی طراحی تاثیرگذار بر تابع هدف، ظرفیت، عمق دشارژ، راندمان و چگالی باتری و مساحت آرایه های خورشیدی بوده است. شایان ذکر است، جنس خود باتری نیز بر تابع هدف بسیار موثر است، ولی با توجه به نوع باتری ماهواره مدنظر (نیکل کادمیم)، جنس باتری متغیر در نظر گرفته نشده است. در نهایت این مساله، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی انجام شده است. نتایج بدست آمده، نسبت به مقادیر زیرسامانه تامین توان ماهواره موجود، دقت روش و پیاده سازی را نشان می دهد.

    کلید واژگان: زیرسامانه تامین توان, ماهواره, طراحی آماری, بهینه سازی چند هدفی, باتری}
    Hassan Naseh *, Fardin Jamali Amleshi, Ali Mahmoodi, Neda Mohammadi Bdizi, MohammadReza Bakhtiari

    The purpose of this article is to optimize the power supply subsystem of the satellite based on mass and power production. For this purpose, the satellite orbit is to determine the time of placement in the shadow in Satellite Tool kit (STK) software, and the design of the satellite energy supply subsystem of existing analytical equations are done, and these main design parameters have been optimized to achieve the minimum weight of system. Then, the beginning of the target satellite, the Orsted satellite, the orbital and mission operational modes of this satellite has been compiled and the statistical information of its power supply subsystem has also been determined. Then, the design of the power supply sub-system is based on the parametric analysis and processing of statistical information and also based on the simulation and orbital analysis of the satellite. Finally, in order to model the design problem, the objective functions of design and optimization, the weight of the power supply subsystem has been considered, and the main design parameters affecting the objective function are capacity, depth of discharge, efficiency and density of the battery and the area of ​​the arrays. It is worth mentioning that the type of battery itself is also very effective on the objective function, but considering the type of satellite battery considered (nickel-cadmium), the variable battery type is not considered. Finally, this problem has been optimized using genetic algorithm. The obtained results show the accuracy of the method and implementation compared to the values ​​of the existing satellite power supply subsystem.

    Keywords: Power Supply Sub-system, satellite, Statistical Design, Multi-objective optimization, Battery}
  • رضا اسماعیل زاده اول*، حسین قدیری، رضا زردشتی
    مسیله تعیین وضعیت ماهواره منجر به حل مسیله وهبا می گردد. به منظور به کارگیری مسیله وهبا نیاز به حداقل دو بردار اندازه گیری مستقل از هم و دو بردار متناظر در دستگاه مرجع است. اندازه گیری های سنسور به دلیل وجود نویز و ناهمراستایی دقیق نیستند و بردارهای مرجع نیز به دلیل اینکه تقریبی از این اندازه گیری ها هستند دارای نامعینی و عدم قطعیتند. لیکن، این عدم قطعیت ها و نامعینی ها در مسیله وهبا به طور صریح در نظر گرفته نشده اند. بنابراین دقت تخمین روش های مبتنی بر مسیله وهبا وابسته به دقت بردارهای ورودی است. به منظور رفع این کاستی، فرض شده است تمامی نامعینی ها کراندار هستند. از اینرو خطاهای مدل سازی و نویز اندازه گیری ها به کمک حساب بازه ای مدل شده است. در واقع نوآوری های این تحقیق، در نظر گرفتن عدم قطعیت های موجود در بردارهای ورودی در مسیله وهبا به کمک حساب بازه ای، تبدیل حل مسیله تعیین وضعیت از یک مسیله تک هدفه به یک مسیله بهینه سازی مقاوم چندهدفه و بهینه سازی این مسیله چندهدفه با استفاده از حلگر NSGA است. کارآیی این روش با حل چند مثال مورد ارزیابی قرار گرفته است که نتایج، بیانگر خطای تخمین وضعیت کمتر در تعیین وضعیت ماهواره است.
    کلید واژگان: تحلیل بازه ای, ماهواره, تعیین وضعیت, تخمین مقاوم, بهینه سازی چندهدفه}
    Reza Esmaelzadeh *, Hossien Ghadiri, Reza Zardashti
    Solution of the static attitude determination of the satellite leads to the Wahba problem. The Wahba problem uses a set of at least two independent sensor measurements and reference vectors. These input vectors are not accurate due to sensor noises, misalignment, and low-order approximations. But these uncertainties do not view in the classic Wahba problem directly. Hence, the estimation error of the Wahba problem depends on the accuracy of the input vectors. In this paper, modeling error, measurement noise, and biases are proposed unknown but bounded. These errors are modeled using interval analysis. The innovations of this research are considering the uncertainties in the input vectors in the Wahba problem using interval arithmetic and transforming the solution of the attitude determination problem from a single-objective problem to a multi-objective robust optimization problem. Then the multi-objective problem is optimized using an NSGA solver. The results indicate a lower attitude estimation error of the proposed method in attitude determination of the satellite.
    Keywords: Interval Analysis, Attitude Determination, satellite, Robust estimation, Multi-objective optimization}
  • محمدسعید سعیدی، علی جمالی*، بهمن احمدی، نادر نریمان زاده

    در این مقاله به مسئله بهینه سازی مقاوم چندهدفه مکانیزم چهارلینکی برای کاربرد تولید مسیر با استفاده از رهیافت نظریه بازی پرداخته میشود. یک رویکرد تصمیم گیری غیرمتمرکز دوسطحی جدید، با استفاده از هم افزایی بهینه سازی مقاوم مبتنی بر قابلیت اطمینان، نظریه بازی استکلبرگ و همکارانه، شبیه سازی مونت کارلو و برنامه ریزی ژنتیکی (GP) پیشنهاد شده و برای مسئله سنتز مکانیزمهای چهارلینکی تولید مسیر اعمال شده است. چهار معیار عملکرد، شامل معیارهای دقت (TE)، مقاوم بودن، قابلیت اطمینان در سطح پیشرو و کیفیت حرکت (TA) در سطح دنباله رو به چهار بازیگر تخصیص داده شده است، به طوری که هرکدام از بازیگران مسئول بهینه سازی یک معیار عملکرد می باشد. حداکثر گشتاور محرک ورودی در قالب یک معیار دینامیکی، به عنوان قید طراحی به مسئله سطح پیشرو داده شده است. از برنامه ریزی ژنتیکی برای ایجاد مجموعه پاسخ منطقی بازیگر پیرو در فرایند بازی استکلبرگ استفاده شده و همچنین مسئله حکمیت نش برای مدل سازی رفتارهای همکارانه در بین بازیگران در سطح پیشرو به کار گرفته شده است. با استفاده از سناریو بازی پیشنهاد شده، مسئله بهینه سازی چهارهدفه مکانیزم چهارلینکی، به یک مسئله بهینه سازی تک هدفه تبدیل می شود. نتایج به دست آمده بهبود قابل توجهی را در قابلیت اطمینان و رفتار مقاوم مکانیزم نشان می دهد، و این در حالی است که برتری معیارهای دقت و کیفیت حرکت مکانیزم نسبت به طراحی در فضای نامعین حفظ شده است.

    کلید واژگان: بهینه سازی چند هدفی, نظریه بازی, طراحی مقاوم, برنامه ریزی ژنتیکی, مکانیزم تولید مسیر}
    Mohammad S. Saeedi, Ali Jamali *, Bahman Ahmadi, Nader Nariman-Zadeh

    This article addresses the bi-level multi-objective optimization problems raised in reliability-based robust design optimization of mechanism synthesis through establishing a state-of-the-art game theoretic scenario. A novel bi-level decentralized decision-making approach is proposed using the synergy of reliability-based robust design optimization (RBRDO), Stackelberg/cooperative game theory, Monte Carlo simulation (MCS) and genetic programming (GP). The application of the proposed approach is elaborated in a case-study of multi-objective robust synthesis of high-speed path generating four-bar. The four performance criteria, namely, accuracy (), robustness ( and ), reliability () at upper level and quality of motion () at lower level are assigned to four players so that each of whom is in charge of one objective criterion being optimized. The peak input driving torque as the dynamic constraint is associated with the upper-level problem. The genetic programming (GP) metamodel is used to capture the Stackelberg protocol between two levels i.e., constructing the follower’s rational reaction set (RRS) and the Nash arbitration scheme is hired to model the cooperative behaviors in upper level. By this way, the four-objective optimization problem of four-bar linkage is reduced into a single-objective robust design problem. The obtained results show a considerable enhancement in reliability and robust behavior of mechanism, whilst the deterministic criteria of accuracy and quality of motion is preserved.

    Keywords: Multi-objective optimization, Game Theory, robust design, Genetic Programming, Path-genetating four-bar}
  • K. Zhao, Y. Liu *, Y. Zhang, Y. Sun, X. Liu, H. Shi
    The return-channel of a preceding stage in a multi-stage centrifugal compressor has a significant effect on the aerodynamic performance of the current and subsequent stages. However, due to the relatively complex nature of the return-channel configuration with many geometric parameters, no general design guidance is available in the literature. In this study, numerical methods are used to study the effects of different geometric parameters of a return-channel on the performance of a high-flow-coefficient centrifugal compressor. A multi-objective genetic algorithm is applied to optimize the return-channel. The effects of different geometric parameters on the performance are then studied using a sensitivity analysis method. Calculation results show that the residual vortex intensity at the outlet of the return-channel is affected by the geometric angles of the inlet and outlet of the return-channel blades. The flow uniformity at the stage outlet is primarily affected by the geometric angle of the blade outlet and the number of blades. The overall performance of the compressor stage is primarily affected by the geometric angle of the blade inlet and the lateral inclination angle of the cover plate. Calculation results for a two-stage compressor consisting of the optimized first stage and its following stage show that the outlet flow field of the first stage is more uniform than the original first stage. Additionally, at the design operating condition, the polytropic efficiency and pressure ratio of the entire unit increase by 1.07% and 4.07%, respectively. The polytropic efficiency and pressure ratio for the second stage increase by 2.34% and 3.51%, respectively. The impeller head coefficient increases by 7.33%. The theoretical analysis shows that for high-flow-coefficient centrifugal compressors, reducing the residual vortex intensity of the outlet flow field of the return-channel in a stage can significantly improve the off-design performance of the following stage.
    Keywords: Return-channel, High flow coefficient, Geometric parameters, Sensitivity Analysis, Residual vortex intensity, Multi-objective optimization}
  • Fatemeh Mirala, Behrang Sajadi *, Mohammad Ali Akhavan Behabadi, Ehsan Naderi
    This paper presents controlling and optimizing the energy performance of buildings using smart shadings. Simulations are carried out using EnergyPlus and multi-objective optimization is performed by jEPlus+EA through NSGA-II algorithm. Optimization of control strategies is performed for a typical office room on the middle floor of a building in Tehran. Slat angle, solar radiation, and the material of smart windows are selected as decision variables. Also, the annual total building energy consumption, the predicted percentage of dissatisfaction (PPD), and the discomfort glare index (DGI) are considered as three objective functions minimized simultaneously. The weighted sum method to select the final answer of Pareto solutions is used. In the first strategy, a comparison of the results of optimization with the initial values when the angles of slats are constant and equal to 45° showed that the total annual energy consumption, DGI, and PPD indexes reduced up to 11.74%, 6.4%, and 46.6%, respectively. In the second strategy, the reductions were 28.73, 56.50, and 34.05%, respectively, in comparison with the double-glazing window. The results clearly show how the correct selection of architectural parameters and control strategies can greatly prevent energy losses while providing the thermal and visual comfort of the building occupants.
    Keywords: Shading control strategy, Multi-objective optimization, Thermal comfort, visual comfort, Building energy simulation}
  • محمد محمدی، محمد تبریزیان*، حمیدرضا شاهمیرزاد
    امروزه استفاده از لوازم خانگی هوشمند، مدیریت انرژی خانگی را پیشرفته تر و پیچیده تر نموده است، در نتیجه تعیین زمان بندی بهینه کارکرد لوازم خانگی کاملا ضرورت می یابد تا با تعریف مساله بهینه سازی و انتخاب یک روش حل مناسب بتوان منافع لازم را برای مصرف کنندگان مسکونی حاصل نمود و با کاهش مصرف انرژی به تامین کنندگان انرژی الکتریکی نیز کمک شایانی نمود. برخلاف باتری خودروهای الکتریکی هیبریدی(HEV) که تنها با موتور الکتریکی شارژ می شود، خودروهای الکتریکی هیبریدی قابل اتصال(PHEV) قابلیت شارژ از طریق اتصال به شبکه برق را دارند. جهت بهینه سازی اقتصادی PHEV ها، تعیین یک راهبرد مدیریت انرژی برای هماهنگی توزیع توان بین چندین منبع انرژی کاملا ضروری است. در این مقاله، روش مدل سازی و نحوه فرمول بندی و حل مساله تعیین راهبرد بهینه مدیریت انرژی در ریزشبکه های برق هوشمند با حضور خودروهای الکتریکی قابل اتصال بررسی گردیده است و مدل پیشنهادی جهت بهینه سازی چندهدفه با هدف کمینه سازی شاخص فرسودگی باتری ها و هزینه برق مصرف کننده در یک ریزشبکه شامل یک خانه هوشمند ارایه گردیده و از روش بهینه سازی چندهدفه چرخه آب (MOWCA) جهت حل مساله بهینه سازی حاصله استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، ذخیره ساز باتری و خودروهای الکتریکی توسط روش پیشنهادی باعث افزایش منفعت مصرف کننده می شود.
    کلید واژگان: مدیریت انرژی, ریزشبکه, خودرو الکتریکی, بهینه سازی چند هدفه, الگوریتم چرخه آب}
    Mohamad Mohamadi, Mohamad Tabrizian *, Hamidreza Shahmirzad
    Nowadays, the use of smart home appliances has made home energy management more advanced and sophisticated, so determining the optimal timing of home appliances is necessary to define the optimization problem and choose a suitable solution to achieve the necessary benefits for residential consumers. It also helped electricity suppliers by reducing energy consumption. Unlike hybrid electric vehicle (HEV) batteries, which can only charge with an electric motor plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) can charged via a mains connection. To optimize the economics of PHEVs, it is necessary to determine an energy management strategy to coordinate the distribution of power between several energy sources. In this paper, after expressing the generalities and background of the subject, the modeling method and the formulation and problem-solving method for determining the optimal energy management strategy in smart power grids with the presence of connectable electric vehicles reviewed. The cost of electricity consumption in a micro grid including a smart home presented and the multi-objective water cycle optimization (MOWCA) method used to solve the resulting optimization problem. The simulation results show that the use of renewable energy sources, battery storage, and electric vehicles by then proposed method increases consumer benefit.
    Keywords: Energy management, Micro grid, Electric Vehicle, Multi-Objective Optimization, Water Cycle Algorithm}
  • محمد صالح پور *

    در این مقاله بهینه یابی دو و هفت هدفی مدل ارتعاشی خطی و فعال خودروی پنج درجه آزادی توسط تلفیق الگوریتم تکامل تفاضلی دارای ضریب جهش فازی شده با الگوریتم جست و جوی نامغلوب و معیار فاصله ازدحامی (MODE-FM) انجام شده است و نتایج در قالب جبهه پارتو به نمایش درآمده اند. توابع هدفی که برای بررسی کارآمدی سیستم تعلیق در دستیابی توامان به راحتی سرنشین و فرمان پذیری خودرو به کار رفته اند عبارتند از شتاب عمودی صندلی، سرعت عمودی تایر جلو، سرعت عمودی تایر عقب، جا به جایی نسبی جرم معلق و تایر جلو، جا به جایی نسبی جرم معلق و تایر عقب، نیروی کنترلی تعلیق جلو و نیروی کنترلی تعلیق عقب. متغیرهای طراحی شامل ضرایب فنرها و مستهلک کننده های سیستم تعلیق و صندلی و ضرایب نیروی کنترلی به همراه فاصله صندلی از مرکز جرم جرم معلق هستند که طراحی پیشنهادی مبتنی بر آنها ارایه می شود. ضمنا، ناهمواری جاده ای به صورت پروفایل تصادفی ایستا با زبری کلاس C طبق استاندارد ایزو 8608 به سیستم تعلیق وارد می شود. مقایسه نتایج با کارهای پیشین موید برتری کار حاضر است.

    کلید واژگان: الگوریتم MODE-FM, بهینه یابی چندهدفی, پارتو, سیستم تعلیق خطی و فعال خودرو, پروفایل تصادفی جاده}
    Mohammad Salehpour

    In this paper, a multi-objective differential evolution with fuzzified mutation factor using the combination of non-dominated sorting and crowding distance criterion (MODE-FM) is used for Pareto optimization (in bi- and 7-objectve spaces) of a 5-degree of freedom active and linear suspension vehicle model considering the seven conflicting functions simultaneously, under stationary random road profile. The significant conflicting objective functions that have been utilized here for assessing the applicability of the aforesaid suspension system reaching the compromise between ride comfort and road holding capability are, namely, vertical seat acceleration, vertical forward tire velocity, vertical rear tire velocity, relative displacement between sprung mass and forward tire, relative displacement between sprung mass and rear tire, forward control and rear control force. Further, the design variables include the coefficients of springs and dampers of suspension system and seat and coefficients of control force along with the seat position in relation to the center of mass of sprung mass in which the suggested design can be achieved. It should be noted that the road roughness used here is in class C based on the ISO 8608 standard. Comparison of the attained results of this work with those in the literature has proved the superiority of the results of this work.

    Keywords: MODE - FM algorithm, Multi-objective optimization, Pareto, Linear, activesuspension system, Random road profile}
  • سید مهدی نوری، مهدی عالمی رستمی*، قاسم کاهه
    در این مقاله بازده و قابلیت اطمینان مبدل الکترونیک قدرت AC/DC دو طبقه با بکارگیری الگوریتم ژنتیک چند هدفه (NSGA- II)، به منظور کمینه سازی تابع هدف انجام می شود. متغیر های تابع هدف، بازدهی و قابلیت اطمینان می باشند. برای ارزیابی قابلیت اطمینان از مدل مارکوف استفاده می شود و در آن خطاهای اتصال کوتاه و مدار باز برای المان های مدار درنظرگرفته می شود. همچنین نرخ خرابی المان های مدار به کمک معادلات موجود در استاندارد نظامی (MIL- HDBK- 217)، محاسبه می گردد. برای بهینه سازی ابتدا متغیرهای ورودی الگوریتم ژنتیک شامل مقدار اندوکتانس ها و خازن ها، فرکانس سوییچینگ هر طبقه، نسبت تبدیل ترانسفورماتور و ولتاژ لینک DC به عنوان ورودی تابع هدف تعیین می شوند تا به کمک آنالیز حساسیت پارامترهایی که تغییراتشان روی تابع هدف تاثیر عمده ندارد، حذف شوند. سپس پارامترهای الگوریتم NSGA- II شامل تعداد تکرار، جمعیت و احتمال تقاطع و جهش برای محاسبه دقیق متغیرهای مدار، تعیین شده و ارزیابی قابلیت اطمینان در قالب میانگین زمان تا خرابی (MTTF) با در نظر گرفتن پارامتر بازدهی صورت می پذیرد. نتایج بیانگر افزایش قابلیت اطمینان با حفظ بازدهی بالا برای مبدل است.
    کلید واژگان: مبدل AC- DC, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی چند هدفه, قابلیت اطمینان, مدل مارکوف}
    Seyed Mehdi Nouri, Mehdi Alami Rostami *, Ghasem Kahe
    In this paper, the efficiency and reliability of the two- stage AC/DC power electronic converter has been optimized for use in aircraft systems. The optimization is done using multi- objective genetic algorithm (NSGA- II), in order to minimize the objective function. The objective function variables are efficiency and reliability. Markov model is used to evaluate reliability, in which short circuit and open circuit faults are considered for circuit elements. Also, the failure rate of circuit elements using the equations of the military standard (MIL- HDBK- 217), has been calculated. For optimization, The value of inductances and capacitors, the switching frequency of each stage, the transformer turn ratio and the DC link voltage are determined as the input of the objective function, and then sensitivity analysis is performed to eliminate any parameters that are not sensitive to the objective function.Then NSGA- II algorithm parameters including iteration count, population, mutation and crossover probabilities are defined to calculate circuit parameters and reliability evaluation is done in form of mean time to failure (MTTF) considering efficiency parameter. The results indicate that the converter has improved reliability while maintaining high efficiency.
    Keywords: AC- DC converter, Genetic Algorithm, Multi- Objective Optimization, Reliability, Markov model}
  • Mohammadjavad Mahmoodabadi *, Soodeh Zarnegar
    In this paper, the multi-objective optimum design of plate fin heat exchangers is investigated. To this end, the efficiency and cost as two important factors for the design of heat exchangers are regarded as the objective functions. Fin pitch, fin height, fin offset length, cold stream flow length, no-flow length and hot stream flow length are considered as six design parameters. The ε-NTU method is applied to estimate the heat exchanger pressure drop and its effectiveness. A case study related to a gas furnace in Barez tire group located in the northwest of Kerman, Iran is considered for the constant parameters. The Imperialist Competitive Algorithm (ICA) is used to find the optimal design parameters to achieve the maximum thermal efficiency and minimum consumption cost. The method of the weighting coefficients is applied to change the considered multi-objective optimization problem as a single objective one. Furthermore, the effects of variations of the design parameters on the objective functions are independently investigated, and the related graphs are presented.
    Keywords: Consumption cost, Imperialist Competitive Algorithm, Multi-Objective Optimization, Plate fin heat exchanger, Thermal efficiency}
  • Mohammadreza Davoodi Yekta, Abbas Rahi *
    In this paper, new optimizations of the two-layer microbeams based on the classical and non-classical theory are presented. In the first step, the natural frequency is obtained based on the modified couple stress theories. Afterwards, three important functions of the microbeams which are used as microsensors, sensitivity, quality factor, and maximum stress are defined. In the subsequent stage, two and three objective optimizations are carried out by using the genetic algorithm. At the two-objective optimization, sensitivity and quality factor are selected as objective functions. At the three objective optimizations, the maximum stress adds to the objective functions. The geometric parameters are design variables and there are some constraints and limits for those. The results are presented based on the classical and non-classical theory and optimal points are obtained for each optimization by using MATLAB.
    Keywords: Multi-objective optimization, microsensor, microbeam, Sensitivity, Quality factor}
  • سید ایمان هاشمی مرغملکی، هادی اسکندری*
    در این پژوهش، مشخصه های حرارتی و هیدرولیکی سمت پوسته مبدل حرارتی پوسته-لوله با بافل منفذدار کواترفویل به وسیله الگوریتم های فراابتکاری گرگ خاکستری و ژنتیک به صورت تک هدفه و چند هدفه بهینه سازی می شود. تابع های هدف، ظرفیت انتقال حرارت برای مقدار بیشینه و اتلاف فشار برای مقدار کمینه می باشد. متغیرهای مبدل حرارتی پوسته-لوله برای بهینه سازی عبارتند از: قطر و تعداد لوله ها، عدد رینولدز، فاصله بین بافل ها و ارتفاع منفذ کواترفویل. مقادیر بهینه شده برای آرایش مربع و مثلث دسته لوله ها به دست آمده است. نتایج نشان داده است که برای بیشترین انتقال حرارت بافل کواترفویل مقادیر قطر لوله 03/0 متر، تعداد لوله ها 30  عدد، مقدار عدد رینولدز 20000،  ارتفاع منفذ 0018/0 متر و فاصله بین بافل ها 15/0 متر است. برای کمترین مقدار افت فشار قطر لوله ها 03/0 متر برای آرایش مربع و 01/0 متر برای آرایش مثلث، عدد رینولدز 5000، ارتفاع منفذ 003/0 متر و فاصله بین بافل ها 25/0 متر است. در بهینه سازی چند هدفه قطر لوله ها 03/0 متر و تعداد لوله ها 30 عدد حاصل شده است. بهینه سازی به وسیله الگوریتم گرگ خاکستری والگوریتم ژنتیک نتایج یکسانی برای مبدل حرارتی پوسته-لوله با بافل کواتر فویل در بر داشته است.
    کلید واژگان: بافل منفذدار کواترفویل, الگوریتم گرگ خاکستری, الگوریتم ژنتیک, بهینه سازی تک هدفه, بهینه سازی چند هدفه}
    Seyed Iman Hashemi Marghmaleki, Hadi Eskandari *
    In this research, the thermal and hydraulic characteristics of the shell side of the shell and tube heat exchanger with perforated quatrefoil plate are optimized by a gray wolf and genetic algorithms in a single-objective multi-objective manner. The objective functions are heat transfer capacity for the maximum value and pressure drop for the minimum value. Shell and tube heat exchanger variables for optimization are: the diameter and number of tubes, the Reynolds number, the distance between baffles, and the height of the quatrefoil hole. The results show that for the maximum heat transfer of the quatrefoil baffle, the tube diameter is 0.03 m, the number of tubes is 30, The Reynolds number is 20000, the height of the perforated hole is 0.0018 m, and the distance between the baffles is 0.15 m. For the lowest pressure drop value, the diameter of the tubes is 0.03 m for the square arrangement and 0.01 m for the triangle arrangement; the Reynolds number is 5000, the height of the perforated hole is 0.003 m, and the distance between the baffles is 0.25 m. The optimization by the gray wolf and genetic algorithms has the same results for the shell and tube heat exchanger with a quatrefoil baffle.
    Keywords: Quatrefoil Perforated Plate, gray wolf algorithm, Genetic Algorithm, Single-Objective Optimization, Multi-Objective Optimization}
  • M. Rostami, A.H. Farajollahi *, M. Marefati, R. Fili, F. Bagherpor
    The propulsion system of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) plays an essential role in its performance, stability and flight endurance. In this study, two types of propulsion systems for UAV (differentiated based on fuel type) are studied to determine their characteristics and advantages. These proposed propulsion systems are using a solid oxide fuel cell (SOFC) to generate the heat required for the operation of the turbine and generating thrust. To achieve the best operating condition, a multi-objective Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) in MATLAB is used to decide key design parameters. For reaching the best conditions where the acceptable thrust is accompanied by reasonable flight duration, the TOPSIS decision-making method was considered. Results indicated that the efficiency and generated power of the propulsion system will increase by higher flight altitude or compressor pressure ratio. Also, due to the recirculation of fuel in the SOFC’s anode, the higher efficiency is observed in comparison when hydrogen is used; since anode-recirculation causes higher fuel utilization. The optimization result shows that the efficiency and fuel consumption for the hydrogen-fueled system is 48.7% and 0.0024g/s, respectively, and 67.9% and 0.0066kg/s for methane-fueled engine. It was also found that, maximum efficiency for both hydrogen- and methane-fueled systems are available with the stack temperature of 1025 K; however maximum thrust for these systems is at the stack temperature of 1075 K. In addition, increasing fuel rate of the SOFC power unit helps the process of generating extra power and thrust for UAVs.
    Keywords: UAV, SOFC Fuel Cell, Turbine-Less Jet Engine, Supersonic, Multi-objective optimization}
  • D. Z. Zhu, D. Han *, W. F. He, J. J. Chen, Y. Y. Ji, T. Peng, Y. W. Gu
    The separator with inner channels is designed to solve the inefficiency caused by particle collisions with the wall. Then the response surface methodology is used to optimize this novel separator with the aim of maximizing the separation efficiency and exhaust rate while minimizing the pressure drop simultaneously. Firstly, the Reynolds Stress model and the Euler-Euler model are taken to compare the novel and conventional structures. Secondly, five factors, including inlet velocity (v) of air-particle flow, number of inner channels, axial angle of inner channels, height of inner channels, and number of guide vanes, are selected in the Box-Behnken Design. Thirdly, the quadratic regression equations are established in multi-objective optimization. The research results demonstrate that separation efficiency is improved but the pressure drop is increased in the novel design. Additionally, too large inner channels can lead to a decrease in separation efficiency. The increased height of the inner channels has the most positive impact on the exhaust rate. And the optimization amplitude of the pressure drop is the most remarkable, which is presented as 13.87% at v = 2.5 m/s, 34.49% at v = 4.5 m/s, and 75.49% at v = 6.5 m/s, respectively. Furthermore, the separation efficiency of optimized designs is higher than that of conventional ones at each velocity. The relevant research results can provide an effective guide for improving the efficiency of separators.
    Keywords: Axial flow separator, Inner channel, Response surface, Multi-objective optimization, Separation efficiency}
  • کمیل نوزاد، سید مجتبی واردی کولایی*، مصطفی نظری

    مدل سازی ریاضی سیستم های بیولوژیکی یکی از مطلوب ترین روش ها برای مطالعه این پدیده های زیستی می باشد. توسعه ی مدل های ریاضی برای شبیه سازی، کنترل و پیش بینی پدیده ها همواره اهمیت داشته است. از جمله مزایای استفاده از مدل های ریاضی، کاربرد آن ها در بهینه سازی می باشد. مساله درمان سرطان به عنوان یک مساله کنترل بهینه با هدف کاهش غلظت سلول های سرطانی در بازه زمانی درمان می باشد. در حل این مساله موضوع مهمی که در مطالعات قبلی در نظر گرفته نمی شد، غلظت داروی مصرفی بود، که به طور قابل توجهی بر سلامت بالینی بیماران تاثیر می گذاشت. با توجه به این موضوع، مطالعه حاضر با هدف به دست آوردن یک پروتکل بهینه تجویز دارو با حداقل رساندن غلظت سلول های سرطانی و حداقل رساندن غلظت دارو انجام گرفت. حل این مساله چندهدفه برای اولین بار با الگوریتم بهینه سازیNSWOA  انجام شده و نتایج با الگوریتم NSGA-II مقایسه شدند. منحنی جبهه پارتو به دست آمده از هر دو الگوریتم، مجموعه ای از بهینه ترین راه حل ها را ارایه می دهد که با توجه به معیارهای انتخابی درمان، یکی از این نقاط به عنوان پروتکل تجویز دارو انتخاب می شود. مقایسه ی نتایج نشان می دهد الگوریتم NSWOA توانمندی بسیار خوبی در حل این مساله بهینه سازی دارد.

    کلید واژگان: مدل ریاضی, سرطان, بهینه سازی چندهدفه, شیمی درمانی, الگوریتم NSGA-II, الگوریتم NSWOA}
    K. Nozad, S. M. Varedi-Koulaei*, M. Nazari

    Mathematical modeling of biological systems is one of the most desirable methods for studying the behavior of these biological phenomena. The development of mathematical models has always been important for simulating, controlling, and predicting phenomena. One of the advantages of mathematical models is their application in optimization. Solving cancer therapy as an optimal control problem aims to reduce the concentration of cancer cells in the treatment period. In this solution, an important aspect that was not considered in previous studies was the optimum drug concentration that significantly affected patients' clinical health. Due to this, the present study was carried out to obtain an optimal drug-prescribing protocol to minimize the concentration of cancer cells and the drug concentration. This Multi-objective problem has been solved, for the first time, using the NSWOA algorithm, and the results were compared with the NSGA-II algorithm. Pareto front curve obtained from both algorithms offers a set of the most optimal solutions. According to the criteria of treatment choice, one of these points is chosen as the drug administration protocol.

    Keywords: Mathematical model, Cancer, Multi-objective Optimization, Chemotherapy, NSGA II, NSWOA}
  • ابراهیم امیری، مهدی جعفری ندوشن*

    سیارک های نزدیک زمین به واسطه منابع معدنی که در خود دارند و با توجه به رشد روز افزون فناوری و نیاز بشر به فلزات کمیاب و مواد معدنی در کانون توجهات قرار دارند. در این مقاله سیارک های ریوگو، ایتوکاوا و بنو از سیارک های نزدیک زمین به خاطر فاصله مناسبی که با زمین دارند، برای طراحی مسیر رفت و برگشتی بهینه به آن ها انتخاب شده اند. بهینه سازی چندهدفه به همراه اطلاعات جدول نجومی برای طراحی مسیر رفت و برگشتی به کار گرفته شده است که توابع هدف آن شامل تغییر سرعت کل و مدت زمان کل ماموریت است. این مقادیر به کمک الگوریتم ژنتیک نامغلوب برای مسیرهای بین زمین و سیارک های نمونه، کمینه گردیدند. در ادامه نتایج به صورت نمودارهای پرتو ارایه شده اند که نشان دهنده مناسب بودن شرایط سیارک بنو نسبت به دیگر سیارک های نمونه است. برای صحت سنجی این نتایج، جواب هایی از نمودار پرتو که حداقل تغییرات سرعت موردنیاز را داشتند با موارد همتای خود از اطلاعات موجود بر روی مرکز داده های جی پی ال ناسا مورد مقایسه قرار گرفتند.

    کلید واژگان: معدن کاوی سیارکی, مسئله لمبرت, بهینه سازی چند هدفه, سیارک های نزدیک زمین}
    Ebrahim Amiri

    Near-Earth Asteroids are attractive targets in terms of the mineral resources they can provide us and the fast technological development and growing human needs for rare metals and minerals. In this paper, Ryugu, Itokawa, and Bennu asteroids are selected from near-Earth asteroids due to their proper distance from Earth to design the optimal round-trip trajectory. Multi-objective optimization along with the ephemeris of these asteroids is used to design outbound and inbound trajectories. The objective functions include the total delta-velocity and the total duration of the mission, these variables are minimized with the help of the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm for the trajectories between the Earth and the sample asteroids. In the following, the results are presented in the form of Pareto diagrams. which indicates the suitability of the conditions of Bennu asteroid compared to other sample asteroids. To validate these results, the Pareto diagram answers that had the least delta-velocity were compared with their counterparts from the available information on the NASA JPL data center.

    Keywords: asteroid mining, Lambert’s problem, Multi-objective optimization, near-Earth asteroids}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال