Optimization of grillages using genetic algorithms for integrating MatLab and Fortran environments

Abstract

The purpose of the paper is to present technology applied for the global optimization of grillage-type pile foundations (further grillages). The goal of optimization is to obtain the optimal layout of pile placement in the grillages. The problem can be categorized as a topology optimization problem. The objective function is comprised of maximum reactive force emerging in a pile. The reactive force is minimized during the procedure of optimization during which variables enclose the positions of piles beneath connecting beams. Reactive forces in all piles are computed utilizing an original algorithm implemented in the Fortran programming language. The algorithm is integrated into the MatLab environment where the optimization procedure is executed utilizing a genetic algorithm. The article also describes technology enabling the integration of MatLab and Fortran environments. The authors seek to evaluate the quality of a solution to the problem analyzing experimental results obtained applying the proposed technology.

Article in English.

Matlab ir Fortran aplinkų sujungimas rostverkams optimizuoti genetiniais algoritmais

Santrauka. Straipsnyje pateikiama sijynų tipo pamatų (toliau sijynų) globalaus optimizavimo technologija. Optimizavimo tikslas – nustatyti optimalų polių išdėstymą sijynuose. Šis uždavinys priskiriamas topologijos optimizavimo uždavinių grupei. Tikslo funkciją sudaro maksimali poliuje kylanti atraminė reakcijos jėga, kuri minimizuojama optimizavimo procese. Šio uždavinio projektavimo kintamieji - polių padėtys po jungiančiosiomis sijyno sijomis. Tiesioginis reakcijų poliuose skaičiavimo uždavinys sprendžiamas originaliu algoritmu, sukurtu Fortran programavimo kalba. Šis algoritmas juodosios dėžės principu jungiamas prie MatLab aplinkos, kurioje genetiniu algoritmu sprendžiamas optimizavimo uždavinys. Straipsnyje taip pat aprašyta technologija, kuri leidžia sujungti Matlab ir Fortran aplinkas, t. y. iš Matlab aplinkos iškviesti Fortran paprogramį. Analizuodami eksperimentinius duomenis autoriai bando įvertinti gaunamų sprendinių kokybę.

Raktiniai žodžiai: globalusis optimizavimas; genetiniai algoritmai; rostverkų optimizavimas; baigtinių elementų metodas; MatLab; Fortran

Keyword : global optimization, finite element method, genetic algorithms, optimization of grillages, MatLab, Fortran