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.

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.

امروزه در اختیار داشتن یک مدل تحلیلی دقیق از سازه که بتواند رفتار حقیقی آن را در هنگام بارگذاری های شدید نشان دهد بسیار حائز اهمیت است. به این روند به روز رسانی مدل اجزای محدود سازه گفته می شود که از طریق آن موقعیت و شدت آسیب های وارده به سازه را نیز می توان مشخص نمود. هدف این مقاله، به روز رسانی مدل اجزای محدود سازه سه بعدی از طریق یک روش بهینه سازی تکرار شونده مبتنی بر حساسیت، موسوم به روش ناحیه اطمینان گاوس نیوتن است که به منظور کاهش تعداد پارامترهای به روز رسانی با رویکردی جدید طی چندین مرحله ی تکرار شونده، به شیوه ی تصحیح ماتریس سختی هر یک از المان های مدل تحلیلی سازه از طریق کمینه نمودن اختلاف میان فرکانس ها و شکل های مدی سازه ی حقیقی و مدل عددی آن انجام پذیرفته است. برای اطمینان از صحت عملکرد روند پیشنهادی، این مدل بر روی چندین الگوی آسیب از یک سازه ی فولادی سه طبقه با سیستم دوگانه قاب خمشی و قاب مهاربندی پیاده سازی شد. نتایج ارزیابی ها حاکی از صحت و دقت روش پیشنهادی در تشخیص المان های سالم، محل و شدت آسیب های وارده به سازه با حداقل خطای ممکن می باشد.

عوامل گوناگونی همچون مقدار بار، سرعت، اثر چرخ، زمان (نرخ بارگذاری)، تناوب استراحت، دما، وضعیت تنش، مد بارگذاری، پیر شدگی و رطوبت می تواند بر رفتار آسفالت در برابر تغییر شکل و کارایی تاثیرگذار باشد. یکی از مهم ترین این عوامل نقش سرعت بر کرنش کششی انتهای لایه آسفالتی می باشد، که منجر به شایع ترین نوع خرابی (خستگی) می گردد. در این مطالعه، با استفاده از نرم افزارهای آباکوس، انسیس و تری دی موو، خروجی مورد نظر استخراج شده، سپس مقایسه ای بین این سه نرم افزار صورت می گیرد. مدل سازی دینامیکی با تکیه بر رفتار الاستیک لایه ها انجام می شود. این تحقیق همچنین شامل تاثیر سرعت بارگذاری بر کرنش کششی زیر لایه آسفالتی است. نتایج نشان می دهد که نرم افزار اباکوس نسبت به انسیس، سریع تر و جامع تر برای تحلیل روسازی می باشد. همچنین تری دی موو، نسبت به آباکوس و انسیس در مدل های مختلف ویسکو سریعتر عمل کرده، ولی آباکوس تحلیل دینامیک متنوع تر و قوی تری دارد. مقایسه بین سرعت های مختلف نشان داد سرعت های مختلف نشان می دهد سرعت های بالا، خرابی کمتری را در بر دارد. به طور کلی تاثیر سرعت بر کرنش کششی زیر لایه آسفالتی در سرعت های پایین چشمگیرتر است. در سرعت های پایین به دلیل نزدیک شدن به حالت استاتیک این تغییرات به وجود می آید.

در سال های اخیر روش بهینه سازی تکاملی سازه ها موسوم بهESO (Evolutionary Structural Optimization)  به عنوان یک ابزار موثر در طراحی سازه ها مورد استفاده قرار گرفته است. مبنای روش ESO استفاده از نتایج تحلیل المان محدود مساله در هر مرحله از فرآیند و حذف تدریجی مواد زاید بر مبنای این نتایج می باشد. در روش مذکور برخی از پارامترهای تجربی از قبیل نرخ حذف مواد و نرخ تکاملی وجود دارد که در نتایج بدست آمده موثر می باشند. در مقاله ارایه شده تاثیر مرتبه المان مورد ارزیابی قرار گرفته و در این راستا از المان مربعی با هشت گره استفاده شده است و ضمن مقایسه نتایج آن با المان مربعی چهار گره ایی، تاثیر آن در مقادیر تنش، کاهش حجم و برخی از پارامترهای روش ESO از قبیل نرخ تکاملی و نرخ حذف مواد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برخی از مقادیر محاسبه شده جهت المان های مرتبه پایین برای استفاده در مسایل با المان های مرتبه بالاتر مناسب نیستند و در این راستا مقادیر مناسب جهت این پارامترها ارائه گردیده است. در ادامه چندین مثال با شرایط مرزی مختلف بیان شده است.

پارادایم بلند مرتبه سازی رویکردی نوین در برنامه ریزی شهری برای استفاده بهینه از اراضی شهری است­، اما احداث این شکل بناها همواره با چالش­هایی روبرو بوده است. در نتیجه هدف پژوهش تاثیر بلندمرتبه سازی بر نحوه­ی گسترش افقی شهر، حقوق همجواری و حل مشکل زمین در دو منطقه 2 و 4 شهر و مقایسه آن با همدیگر و اثرات مثبت و منفی این الگو در این دو منطقه و در نتیجه ارائه راه کار مناسب برای استفاده بهینه از ساختمان­های بلندمرتبه و کاهش اثرات سوء آن و به حداقل رساندن معایب چنین ساختمان­هایی در شهر تبریز و نهایتاً ارائه الگوی مناسب برای صدور پروانه ساختمانی در مناطق مناسب و استفاده حداکثری از این الگو می باشد. روش پژوهش پیمایشی و تحلیلی است. داده ها با استفاده از روش کتابخانه ای، میدانی بوده و داده های حاصل از پرسشنامه جمع آوری و استخراج شده است. اطلاعات و داده های مورد نظر با استفاده از نرم افزار Spss و با تکیه بر تجزیه و تحلیل کمی، آمار توصیفی، استنباطی و همچنین آزمون کای اسکور مورد ارزیابی توصیقی و مقایسه ای قرار گرفته است. یافته های پژوهش، حاکی از آن است که اولاً روش بلندمرتبه سازی توانسته است تا حدود زیادی مشکل تأمین مسکن در دو منطقه شهر تبریز را حل نموده و از گسترش شهر در افق جلوگیری نماید. امام علیرغم این مزیت اثر منفی بر رعایت حقوق همجواری و همسایگی داشته است و اینکه روش مناسبی برای حل مشکل زمین و مسکن در دو منطقه شهر تبریز نبوده است.

هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند. هدف از این تحقیق، تولید کامپوزیت زمینه آلیاژهای مس تقویت شده با ذرات الماس میکرونی و بررسی خواص مکانیکی این کامپوزیت است. از مهم ترین مسائل ساخت این نوع کامپوزیت ، بهینه سازی استحکام ذرات الماس در زمینه فلزی و خواص سایشی مد نظر این نوع کامپوزیت است. پودرهای کامپوزیتی با استفاده از آسیابکاری پرانرژی (سایشی) و به روش سینتر پرس داغ تولید شدند. به منظور بررسی استحکام خمشی، سختی و خواص سایشی، نمونه ها با اضافه کردن فلزات مختلف به زمینه، شرایط مختلف آسیابکاری و پارامترهای مختلف فشار داغ، ساخته شدند.

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.

بهینه سازی توپولوژی سازه به دنبال دستیابی به بهترین چیدمان مواد در دامنه طراحی از پیش معین شده است. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای طراحی شامل پارامتر مقیاس طول و نرخ تکامل حجمی در روش بهبودیافته بهینه سازی تکاملی دوجهته سازه ها با دیدگاه حذف نرم مواد پرداخته می شود. هدف اصلی در این روش بیشینه کردن سفتی سازه در یک حجم معین از مواد با استفاده از تحلیل المان محدود است. در هر مرحله پس از تحلیل المان محدود، عدد حساسیت برای هر المان در بازه طراحی محاسبه شده و به عدد حساسیت گره ای تبدیل می شود. با طرح یک فیلتر و بکارگیری یک مقیاس طول، عدد حساسیت بهبودیافته ای برای هر المان تعریف می شود. از این عدد بعنوان معیاری برای ارزش گذاری هر المان در بازه طراحی، بررسی حذف و اضافه نمودن المان ها استفاده می شود. برای افزایش بیش تر همگرایی فرآیند بهینه سازی، دقت عدد حساسیت المانی جدید با استفاده از اطلاعات مراحل پیشین بهبود می یابد. این روش مستقل از مش و همگراست و در توپولوژی های بهینه الگوی شطرنجی و جواب های محلی مشاهده نمی شود. با استفاده از سه نمونه طراحی، تیر یک سر گیردار، تیر کلاسیک و سازه نوع میشل، به بررسی عوامل تاثیرگذار بر طرح نهایی سازه پرداخته می شود. با تغییر پارامتر مقیاس طول طرح های مختلفی در سازه نهایی مشاهده می شود که تعداد مراحل همگرایی با افزایش این پارامتر بیشتر شده است. کاهش نرخ تکاملی حجمی نیز موجب ایجاد توپولوژی نهایی کاملا متفاوت و حتی نامتقارن شده و افزایش آن، طرح های حاصله نزدیک تر به توپولوژی نهایی ایجاد می کند.

با توجه به اهمیت فرایند خنک کردن و گرم کردن یک جسم جامد، تولید انتروپی در جریان محدود در اطراف یک مانع مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، شبیه سازی عددی جریان لایه ای آرام و انتقال حرارت نانو سیال ها با نانو ذرات Al2O3 یا نانو لوله های کربن (CNTs)با شکل های مختلف در نظر گرفته شده است. معادله های ناویر-استوکس و انرژی به صورت عددی در یک سیستم مختصات متناسب با هندسه جسم، با استفاده از روش حجم کنترل حل شده اند. الگوهای جریان و میدان های دما برای مقادیر مختلف غلظت ذرات به طور دقیق بررسی شده اند. علاوه بر این، اثرات شکل و غلظت نانو ذرات بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، تاثیر نانو سیال ها بر افت فشار و توان پمپ مطالعه شد. از سوی دیگر، کمینه کردن تولید انتروپی به عنوان معیار بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که در بیشتر موارد، نانو سیال ها انتقال حرارت و همچنین افت فشار را افزایش می دهند. همچنین، شکل نانو ذرات مکانیزم انتقال حرارت در نانو سیال ها مهم است. نانو سیال ها با نانو ذرات استوانه ای CNT نسبت به نانو سیال های که دارای نانو ذرات Al2O3 با شکل کروی هستند، انتقال حرارت را بیشتر افزایش می دهند. برای نانو سیال حاوی CNT با غلظت %5/0 انتقال حرارت خیلی بیشتر از توان پمپاژ افزایش یافته است که این نانو سیال را یک انتخاب اقتصادی می سازد.