محاسبه وزن مواد بار کوره های ذوب، اغلب از راه موازنه جرم ساده عناصر آلیاژی در مواد ورودی و مذاب خروجی انجام می شود. اما در فرایندهای ذوب، پیچیدگی ها و پدیده های گوناگونی هست که اغلب در محاسبات موازنه جرم نادیده گرفته می شود و سبب عدم اطمینان در محاسبه بار کوره می گردد. خطای محاسبه، باعث اصلاح چندباره ذوب، تأخیر در تخلیه، افزایش هزینه و کاهش کیفیت مذاب می شود. در پژوهش حاضر تلاش بر این بوده که پیچیدگی ها و جنبه های مهم مساله ذوب، که اغلب نادیده گرفته شده، در کوره شناسایی و در یک مدل ریاضی مناسب درنظر گرفته شود. هدف پژوهش حاضر توسعه مدلی است، که نه تنها وزن مواد اولیه برای ترکیب شیمیایی ذوب هدف را بهینه سازی کند، بلکه هدررفت ناهمگن عناصر آلیاژی، ناخالصی های غیرفلزی مواد بار، و اصلاح ذوب اولیه در کوره را نیز درنظر بگیرد. این مقاله، یک مدل بهینه سازی استاندارد و یک الگوریتم حلقه ی تکرار برای موازنه جرم غیرخطی مساله ذوب ارایه می کند. یک مساله ذوب آلیاژ برنج با 7 عنصر آلیاژی و 8 نوع مواد بار در مقیاس صنعتی طرح و بررسی گردید، تا کارکرد مدل را مورد آزمایش قرار دهد. نتایج عددی مدل کسر وزنی مواد اولیه، و وزن و ترکیب شیمیایی ذوب اصلاح شده را با کمترین هزینه مواد نشان می دهد. تحلیل بهینه بودن جواب، تایید کرد که کمترین مقدار هزینه به دست آمده است. مدل استاندارد غیرخطی، ابزاری قابل اعتماد و سریع برای بهینه سازی هزینه و محاسبه بار کوره است که پتانسیل های قابل توجهی برای کاهش هزینه و تسهیل اتوماسیون صنعتی فرایند ذوب ایجاد می کند.

روش های بهینه سازی توپولوژی قادرند طرح هایی را با بهترین طرح سازه برای عملکردهای سازه ای مورد نیاز پیدا کنند. یکی از این روش ها، بهینه سازی تکاملی سازه هاست. بهینه سازی ﺗﮑﺎﻣﻠﻲ سازه ها ﺑه معنای ﺣﺬﻑﻣﻮﺍﺩ ناﮐﺎﺭﺁﻣﺪ ﺍﺯﺳﺎﺯﻩ است به طوری که ﻧﺘﺎﻳﺞ به دست آمده ﺩﺭ ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻃﺮﺡﺑﻬﻴﻦ ﭘﻴﺶ می روند. بهینه سازی ﺗﮑﺎﻣﻠﯽ سازه ها ﺑﺎ ﺭﺍﻫﺒﺮﺩ دو جهتی ﺷﮑﻞ بهبودیافته ی ﺭﻭﺵ بهینه سازی تکاملی سازه ها ﺍﺳﺖﮐﻪ ﻋﻼﻭﻩ ﺑﺮﺣﺬﻑ ﺍﻟﻤﺎﻥ، قابلیت ﺍﺿﺎﻓﻪ ﮐﺮﺩﻥﺍﻟﻤﺎﻥ ﺭﺍ ﻫﻢﺩﺍﺭﺩ. تاکنون ﻓﺮﺍﻳﻨﺪ ﺣﺬﻑﻭ ﺍﺿﺎﻓﻪﮐﺮﺩﻥ ﺍﻟﻤﺎﻥﺑﺎ روش های ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻭﺑﺮﺍﻱ ﺍﻧﻮﺍﻉﻣﻌﻴﺎﺭﻫﺎﻱ بهینه سازی انجام شده ﺍﺳﺖ. در این پژوهش مسئله بهینه سازی با معیار سفتی برای سازه های غیرخطی هندسی، غیرخطی وابسته به ماده و ترکیب غیرخطی هندسی و مادی انجام شده است. برای اثبات صحت و کارایی الگوریتم، عمل بهینه سازی روی چند سازه در دو حالت خطی و غیرخطی انجام شده و نتیجه های به دست آمده با طرح های بهین پیشنهادشده با استفاده از روش های دیگر مقایسه شده است. شکل بهین در دو حالت خطی و غیرخطی به طور محسوسی متفاوت و برای تحلیل غیرخطی نامتقارن به دست می آید. زمان اجرای برنامه در حالات غیرخطی بیشتر از حالت خطی است ولی با تحلیل غیرخطی سازه ها یک طرح بهین با سفتی بیشتر به دست می آید. در ادامه به تحلیل خطی و غیرخطی در بهینه سازی شکل سازه ها پرداخته شده است. هدف پیدا کردن بهترین شکل فیلت و حفره است به گونه ای که تنش بیشینه به کمترین مقدار خود برسد. نتیجه ها نشان می دهد که بهینه سازی تکاملی سازه ها توانایی خوبی در بهینه سازی شکل فیلت ها در سازه های غیرخطی دارد.

موضوع این مقاله، بهینه سازی پاسخ سرعت سازه هاست. از آنجا که تاکنون پژوهش های اندکی در خصوص بهینه سازی پاسخ سرعت سازه ها انجام شده است. به کار گیری روش های مختلف بهینه سازی در مورد سازه های ساده می تواند در شناخت عملکرد پاسخ سرعت سازه ها کمک شایانی بنماید. مسئله مورد بحث در این پژوهش عبارت است از به دست آوردن ارتفاع یک تیر در نقاط مخلتف آن، برای اینکه وقتی از یک موقعیت تغییر شکل یافته رها می شود، سرعت سر آن ماکزیمم می گردد. این مساله با دو روش مرتبه صفر برنامه تکاملی و الگوریتم ژنتیکی و یک روش مرتبه اول به نام دی اف پی DFP حل شده است و جواب های به دست آمده با هم مقایسه گردیده اند. بهترین جواب، توسط الگوریتم ژنتیکی به دست آمده است که 428% بهبود در سرعت سر تیر را در مقایسه با تیر یکنواخت نشان می دهد. تحلیل دینامیکی تیر به کمک بسته نرم افزاری ANSYS5.4 انجام شده است.

مشاهده متن تحقیقات زیادی در تکنیک شناسایی خسارت در سازه ها بااستفاده از بهینه سازی تک هدفه انجام گردیده است. اخیرا، کاربرد روش های بهینه سازی چندهدفه موردتوجه محققان قرار گرفته است. از این رو، در این پژوهش با استفاده از الگوریتم های نوین بهینه سازی تکاملی چندهدفه و بیان توابع هدف سختی و شکل مودی به منظور شناسایی خسارت در تیر دوسرساده و در تیر دوسرگیردار پرداخته شده است. نتایج حاصل از تیر دوسرگیردار با نتایج تجربی دیگر محققان مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهاد شده منجر به عملکرد مطلوب در موقعیت یابی و کیفیت سنجی خسارت می گردد.

اخیرا روش جدیدی برای فرایند حذف و اضافه کردن المان در روش بهینه سازی تکاملی دو جهتی سازه ها (BESO) توسط بعضی پژوهشگران پیشنهاد شده که فرایند با یک پارامتر سیگنالی که نسبت حجم یا وزن حذفی نام دارد انجام می شود. با این همه به دلیل یکسان بودن نسبت های حذف و اضافه، روش BESO بهبود یافته آنان در بعضی موارد بعد از چند تکرار، حتی با افزایش نسبت حجم حذفی، به دلیل یکنواخت شدن سختی سازه، فرایند حذف و اضافه کند شده و یا حتی متوقف می شود. در این پژوهش، روش BESO به شکلی بهبود می یابد که محدودیت های قبلی را ندارد. به بیان دیگر روش پیشنهادی در زمان کمتر طرح های بهتری را نتیجه می دهد. با ارائه چند مثال در زمینه بهینه سازی ساختار یک صفحه در دو حالت الاستیک و الاستوپلاستیک با دو معیار تنش و سختی، نتایج این بهبود با روش بهینه سازی تکاملی سازه ها (ESO) و الگوریتم پیشنهادی دیگر پژوهشگران مقایسه و برتری آن نشان داده می شود. از مثال های انجام شده می توان نتیجه گرفت که مقدار بیشینه تنش و شاخص عملکرد بهتر می باشند.