Investigation of the Effectiveness of Optimization Algorithms in Structures

Dieses Kapitel untersucht die Effektivität von Optimierungsalgorithmen, insbesondere metaheuristischen Ansätzen wie Particle Swarm Optimization (PSO), Enhanced PSO (EnPSO), Grey Wolf Optimizer (GWO) und Salp Swarm Algorithm (SSA), bei der Lösung komplexer struktureller Entwurfsprobleme. Die Studie konzentriert sich auf ein dreidimensionales, räumliches Fachwerksystem mit strengen Randbedingungen, einschließlich Belastungen und Verdrängungsbeschränkungen. Die Leistung dieser Algorithmen wird anhand ihrer Konvergenzmerkmale, Rechenleistung und der Qualität der von ihnen produzierten Lösungen bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Standard-PSO aufgrund großer Explorationsschritte zwar mit Raffinationslösungen zu kämpfen hat, aber sowohl GWO als auch EnPSO durchweg verbesserte Designs hervorbringen. Bemerkenswert ist, dass GWO das niedrigste Konstruktionsgewicht erreicht, während EnPSO eine überlegene Recheneffizienz aufweist. Die Studie unterstreicht auch die Grenzen der SSA, die in lokalen Suchregionen gefangen ist, was ihre Konvergenzgeschwindigkeit und -genauigkeit verringert. Insgesamt bietet das Kapitel einen umfassenden Vergleich dieser Algorithmen und damit wertvolle Erkenntnisse für Fachleute im Bereich der Strukturoptimierung.