Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Solving the problem of vehicle routing by evolutionary algorithm

Iwańkowicz R. R., Sekulski Z.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2016

|

Vol. 10, nr 29

97--108

EN

In the presented work the vehicle routing problem is formulated, which concerns planning the collection of wastes by one garbage truck from a certain number of collection points. The garbage truck begins its route in the base point, collects the load in subsequent collection points, then drives the wastes to the disposal site (landfill or sorting plant) and returns to the another visited collection points. The filled garbage truck each time goes to the disposal site. It returns to the base after driving wastes from all collection points. Optimization model is based on genetic algorithm where individual is the whole garbage collection plan. Permutation is proposed as the code of the individual.

2

Multi-objective optimization of high speed vehicle-passenger catamaran by genetic algorithm. Part I. Theoretical background on evolutionary multi objective optimization

Sekulski Z.

Polish Maritime Research

|

2011

|

nr 2

3-18

EN

Real ship structural design problems are usually characterized by presence of many conflicting objectives. Simultaneously, a complete definition of the optimal structural design requires a formulation of size-topology-shape-material optimization task unifying the optimization problems from these four areas and giving an effective solution of this problem. So far, a significant progress towards the solution of this problem has not been obtained. An objective of the present paper was to develop an evolutionary algorithm for multi-objective optimization of the structural elements of the large spatial sections of ships. Selected elements of the multi-criteria optimization theory have been presented in details. Methods for solution of the multi-criteria optimization problems have been discussed with the focus on the evolutionary optimization algorithms. In the paper an evolutionary algorithm where selection takes place based on the aggregated objective function combined with domination attributes as well as distance to the asymptotic solution is proposed and applied to solve the problem of optimizing structural elements with respect to their weight and surface area on a high speed vehicle-passenger catamaran structure with several design variables, such as plate thickness, scantlings of longitudinal stiffeners and transverse frames, and spacing between longitudinals and transversal members. Details of the computational models were at the level typical for conceptual design. Scantlings were analyzed using the selected rules of a classification society. The results of numerical experiments with the use of the developed algorithm are presented. They show that the proposed genetic algorithm can be an efficient multi-objective optimization tool for ship structures optimization. The paper will be published in three parts: Part I: Theoretical background on evolutionary multi-objective optimization, Part II: Computational investigations, and Part III: Analysis of the results.

3

Multi-objective optimization of high speed vehicle-passenger catamaran by genetic algorithm. Part II. Analysis of the results

Sekulski Z.

Polish Maritime Research

|

2011

|

nr 4

3-13

EN

Real ship structural design problems are usually characterized by presence of many conflicting objectives. Simultaneously, a complete definition of the optimum structural design requires a formulation of size-topology-shape-material optimization task unifying the optimization problems from the four areas and giving an effective solution of the problem. Any significant progress towards solving the problem has not been obtained so far. An objective of the present paper was to develop an evolutionary algorithm for multiobjective optimization of the structural elements of large spatial sections of ships. Selected elements of the multi-criteria optimization theory have been presented in detail. Methods for solution of the multi-criteria optimization problems have been discussed with the focus on the evolutionary optimization algorithms. In the paper an evolutionary algorithm where selection takes place based on the aggregated objective function combined with domination attributes as well as distance to the asymptotic solution, is proposed and applied to solve the problem of optimizing structural elements with respect to their weight and surface area for a high - speed vehicle-passenger catamaran structure, with taking into account several design variables such as plate thickness, scantlings of longitudinal stiffeners and transverse frames, and spacing between longitudinal and transversal members. Details of the computational models were kept at the level typical for conceptual design stage. Scantlings were analyzed by using the selected classification society rules. The results of numerical experiments with the use of the developed algorithm are presented. They show that the proposed genetic algorithm may be considered an efficient tool for multi-objective optimization of ship structures. The paper has been published in the three parts: Part I: Theoretical background on evolutionary multiobjective optimization, Part II: Computational simulations, and Part III: Analysis of the results.

4

Multi-objective optimization of high speed vehicle-passenger catamaran by genetic algorithm. Part II. Computational simulations

Sekulski Z.

Polish Maritime Research

|

2011

|

nr 3

3-30

EN

Real ship structural design problems are usually characterized by presence of many conflicting objectives. Simultaneously, a complete definition of the optimum structural design requires a formulation of size-topology-shape-material optimization task unifying the optimization problems of the four areas and giving an effective solution of the problem. So far, a significant progress towards the solution of the problem has not been obtained. An objective of the present paper was to develop an evolutionary algorithm for multiobjective optimization of structural elements of large spatial sections of ships. Selected elements of the multi-criteria optimization theory have been presented in detail. Methods for solution of the multi-criteria optimization problems have been discussed with the focus on the evolutionary optimization algorithms. In the paper an evolutionary algorithm where selection takes place based on the aggregated objective function combined with domination attributes as well as distance to the asymptotic solution, is proposed and applied to solve the problem of optimizing structural elements with respect to their weight and surface area on a high speed vehicle-passenger catamaran structure, with several design variables, such as plate thickness, scantlings of longitudinal stiffeners and transverse frames, and spacing between longitudinal and transversal members, taken into account. Details of the computational models were at the level typical for conceptual design. Scantlings were analyzed by using selected rules of a classification society. The results of numerical experiments with the use of the developed algorithm, are presented. They show that the proposed genetic algorithm can be an efficient tool for multi-objective optimization of ship structures. The paper is published in three parts: Part I: Theoretical background on evolutionary multi-objective optimization, Part II: Computational investigations, and Part III: Analysis of the results.

5

Optimisation algorithm for the profit from operation of a barge train versus settings of the main engine during inland navigation in varying water resistance conditions (part 1)

Sekulski Z.

Archives of Transport

|

2011

|

Vol. 23, iss. 3

369-390

EN

The presented paper refers to economical aspects of inland waterway transport means operation. Specifications of profit and cost areas were a basis of an economic estimation of the transport means operation. Within this framework a decision should be taken concerning the methods and scope of an economical analysis of transport means. The profit optimisation algorithm of inland waterway transport means operation was elaborated considering a division of the waterway into sectors (representing different characteristics specified by different, and temporary changing, navigation parameters). The main engine speed was established as a decision variable.

PL

Przedstawiona praca dotyczy aspektów ekonomicznych eksploatacji środków transportu żeglugi śródlądowej. W szczególności skupiono uwagę na prognozowaniu kosztów i zysku z eksploatacji śródlądowego zestawu pchanego. W takim kontekście decyzje dotyczące sposobu eksploatacji zestawu powinny być podejmowane z uwzględnieniem metod analizy wskaźników ekonomicznych eksploatacji. Przedstawiono i omówiono algorytm optymalizacji zysku z eksploatacji śródlądowego zestawu pchanego z uwzględnieniem podziału drogi wodnej na odcinki o różnych charakterystykach nawigacyjnych wpływających na charakterystyki ekonomiczne eksploatacji zestawu. Jako zmienną decyzyjną wybrano prędkość obrotową silnika głównego pchacza.

6

Optimisation algorithm for the profit from operation of a barge train versus settings of the main engine during inland navigation in varying water resistance conditions (part 2)

Sekulski Z.

Archives of Transport

|

2011

|

Vol. 23, iss. 3

391-412

EN

The test calculations were carried out according to the profit optimisation algorithm of inland waterway transport means operation considering a division of the waterway into sectors detailed described in the first part of this work. The push barge train consists of Bizon push boat and two OBP-500W barges were used to the calculations. Before a practical application for specified economical analysis it is required to collect a huge number of data to obtain an appropriate result. The main input data consists of (i) structure of the costs and their variation in relation to engine speed, and (ii) propulsion-resistance characteristics for wide spectrum of train' draughts and waterway depths. The results of optimisation calculations confirmed correctness and usefulness of the developed algorithm.

PL

Przedstawiono obliczenia testowe optymalizacji zysku z eksploatacji zestawu pchanego z uwzględnieniem podziału drogi wodnej na odcinki o zmiennych charakterystykach nawigacyjnych. Do obliczeń przyjęto dane dotyczące zestawu pchanego składającego się z pchacza typu Bizon oraz dwóch barek BP-500W. Otrzymanie wiarygodnych rezultatów obliczeń optymalizacyjnych wymaga zgromadzenia znacznej liczby danych łączących charakterystyki techniczne z wskaźnikami ekonomicznymi eksploatacji. Przede wszystkim należy dysponować danymi obejmującymi (i) strukturę kosztów eksploatacji zestawu i zależność składowych kosztowych od prędkości obrotowej silnika głównego, oraz (ii) charakterystyki oporowo-napędowe dla szerokiego zakresu zanurzenia zestawu oraz głębokości drogi wodnej. Wykorzystano dane opracowane w przedsiębiorstwie ODRATRANS S.A. Otrzymane wyniki obliczeń testowych potwierdziły poprawność i użyteczność opracowanego algorytmu.

7

Structural weight minimization of high speed vehicle-passenger catamaran by genetic algorithm

Sekulski Z.

Polish Maritime Research

|

2009

|

nr 2

11-23

EN

Reduction of hull structural weight is the most important aim in the design of many ship types. But the ability of designers to produce optimal designs of ship structures is severely limited by the calculation techniques available for this task. Complete definition of the optimal structural design requires formulation of size-topology-shape-material optimization task unifying optimization problems from four areas and effective solution of the problem. So far a significant progress towards solution of this problem has not been achieved. In other hand in recent years attempts have been made to apply genetic algorithm (GA) optimization techniques to design of ship structures. An objective of the paper was to create a computer code and investigate a possibility of simultaneous optimization of both topology and scantlings of structural elements of large spacial sections of ships using GA. In the paper GA is applied to solve the problem of structural weight minimisation of a high speed vehicle-passenger catamaran with several design variables as dimensions of the plate thickness, longitudinal stiffeners and transverse frames and spacing between longitudinals and transversal members. Results of numerical experiments obtained using the code are presented. They shows that GA can be an efficient optimization tool for simultaneous design of topology and sizing high speed craft structures.

8

Application of genetic algorithm to structural optimization of high speed craft

Sekulski Z.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 165

197-211

EN

Selection of the "best" or "optimum" engineering design has always been a major concern of designers. In recent years tests have been undertaken to apply genetic algorithm (GA) optimisation techniques to design of ship structures. GA is applied to study the problem of weight minimization of a high speed craft hull structure with several design variables. A computer code has been developed for this purpose. Results of computations obtained using the code are presented. The fitness function is based on loads and strength criteria suggested by the classification society rules. The paper discusses of the GA behaviour on the base of numerical experiments. Results of those experiments show that GA can be an efficient optimisation tool for design of topology and sizing high speed craft structure simultaneously.

9

Optymalizacja belki ceowej z trójwarstwowymi półkami

Magnucki K., Szyc W., Sekulski Z., Laszczyk Z.

Inżynieria i Budownictwo

|

2006

|

R. 62, nr 3

160-162

10

Effective design of a bolted flanged joint with a flat ring gasket.

Magnucki K., Sekulski Z.

Archive of Mechanical Engineering

|

2005

|

Vol. LII, nr 3

267-281

EN

The paper is devoted to a bolted flanged joint with a flat ring gasket. Simple mathematical models of the flat ring gasket and the flange are formulated. Solutions to the models allowed determining numerically effective shapes of the flat ring and the flange. In the case of the gasket a minimal tension of the bolts was assumed as a criterion, while in the case of the flange the criterion of minimal angle of the flange rotation was applied. Results of the study, shown in the figures, may serve for practical purposes in designing of pressure vessels and piping.

PL

Przedmiotem pracy jest połączenie kołnierzowe śrubowe z płaską pierścieniową uszczelką. Sformułowane są proste modele matematyczne dla kołnierza i uszczelki. Rozwiązanie tych modeli umożliwiło określenie efektywnych kształtów płaskiej uszczelki i przekroju poprzecznego kołnierza. Kryterium w kształtowaniu uszczelki przyjęto jako minimalny naciąg śrub, natomiast w kształtowaniu przekroju kołnierza przyjęto minimalny kąt jego obrotu. Wyniki tych badań są pokazane na rysunkach i mogą być przydatne w praktycznym projektowaniu połączeń rur i naczyń ciśnieniowych.

11

Approximate formulae for evaluation of structural mass of twin hull high speed ferries

Sekulski Z., Czyrkun D.

Marine Technology Transactions. Technika Morska

|

2003

|

Vol. 14

227-247

EN

Dependencies between main particulars and global mass coefficients of the simplified models of the twin-hull high speed ferries are derived in the paper. 17 structural models were developed using the designs of passenger ferries of series Austal and passenger-car ferries of series Auto Express. The scantlings of the models were calculated according to the rules of the classification society. Structural masses and mass coefficients were then computed. Dependencies between main particulars and global mass coefficients of the models of twin-hull high speed ferries were confirmed. Quantitative relationships were found between the main particulars and structural mass coefficients. Equations were proposed with the coefficients statistically verified and found statistically significant at the high level.

PL

W pracy podjęto próbę znalezienia przybliżonych związków pomiędzy wielkością dwukadłubowych promów o dużej prędkości a globalnymi wskaźnikami masy konstrukcji. Przyjęto siedemnaście uproszczonych modeli konstrukcji opracowanych na podstawie projektów promów pasażerskich serii Austal i promów pasażersko-samochodowych serii Auto Express. Zwymiarowano wiązania przyjętych modeli w oparciu o przepisy towarzystwa klasyfikacyjnego. Obliczono wartości masy konstrukcji i wskaźników masowych. Na podstawie wartości obliczonych dla przyjętych modeli potwierdzono, iż istnieją zależności pomiędzy wymiarami głównymi dwukadłubowych promów o dużej prędkości a masą konstrukcji oraz globalnymi wskażnikami masowymi. Wyniki przeprowadzonych badań pozwoliły na ustalenie ilościowych związków pomiędzy wymiarami głównymi a wskażnikami opisującymi masę konstrukcji. Zaproponowano zależności, które można uznać za statystycznie istotne na wysokim poziomie.

12

On the identification of sea roures for HSC structural design for West Baltic

Jastrzębski T., Sekulski Z.

Marine Technology Transactions. Technika Morska

|

2001

|

Vol. 12

79-88

EN

In the paper a proposition of use of maritime environment physical research data for identification of water-way parameters of HSC (High Speed Craft) is described. On this basis description of mathematical formula of basis parameter used in HSC structure design, that is so-called significant wave height, is also presented. On the basis of winds at operating region there was proposed a formula described relation of significant wave height H 1/3 from season.

PL

W artykule przedstawiono propozycję wykorzystania danych z badań fizycznych środowiska morskiego do identyfikacji parametrów drogi wodnej statku szybkiego i określenie na jej podstawie matematycznej formuły podstawowego parametru wykorzystywanego w projektowaniu konstrukcji statku szybkiego jakim jest tzw. znacząca wysokość fali. Na podstawie danych o wiatrach na akwenie eksploatacji zaproponowano formułę opisującą zależność znaczącej wysokości fali H 1/3 od pory roku.I

13

Naprężenia w elementach połączenia kołnierzowego śrubowego w stanie eksploatacyjnym.

Magnucki K., Sekulski Z.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

1999

|

Vol. 34, nr 3

499-511

PL

Opracowano model obliczeniowy połączenia z wykorzystaniem teorii zaburzeń brzegowych powłok obrotowych, w którym uwzględniono liniowo zmienny rozkład nacisków na uszczelce, co wynika z niewielkiego obrotu kołnierza podczas obciążania. Rozpatrzono szczegółowo stan montażowy i eksploatacyjny. Sformułowano warunek szczelności połączenia w stanie eksploatacyjnym z uwzględnieniem opracowanego modelu obliczeniowego. Przeprowadzono przykładową analizę numeryczną dla typowego kołnierza płaskiego połączonego z cylindrycznym króćcem. Wyznaczono wpływ zmiany sprężystości uszczelki (proporcja modułów sprężystości materiałów uszczelki i kołnierza) na naprężenia w śrubach w stanie montażowym, a także analizowano wpływ wymiarów uszczelki (przy ustalonej jej objętości) na naprężenia w śrubach i uszczelce w stanie montażowym. Wyznaczono również stan granicy szczelności, którą określa linia alfa4=1. Poniżej tej linii występuje obszar nieszczelności połączenia kołnierzowego śrubowego.

EN

The calculation model of the connection has been developed with the application of the theory of edge disturbances of axisymmetrical shells. In this model a linear variable press distribution on the gasket has been accounted for, which is the result of small rotation of the flange at the loading process. The assembly and operational state have been considered with details. The condition of leakproofness of the connection in the operational state has been formulated with regard to the developed calculation model. The exemplary numerical analysis has been carried out for the typical plain flange connected with a cylindrical connector. The effect of the change of gasket elasticity (the ratio of elasticity modules of the gasket and the flange) on the stress in bolts in the assembled state has been determined. There is also the analysis of the effect of the gasket dimensions (at the steady volume) on the stresses in bolts and the gasket in the assembled state. The condition of the leakproofness boundary has been determined, which is evaluated by the line alpha4=1. Below this line there the area of leakage of the connection.

14

3D optimisation problem of the ship hull structure by the genetic algorithm

Sekulski Z., Jastrzebski T.

Marine Technology Transactions. Technika Morska

|

1999

|

Vol. 10

247-264

EN

A continuation of the former authors' work on the Genetic Algorithm application in the domain of ship hull structure design is presented in the paper. The extension of the developed optimisation procedure from 2D to 3D problem is described taking into consideration the mid-ship structure of a fast craft of catamaran type. The dimensions of structural members such as plates, stiffeners and web frames as well as their spans and spacings were chosen as the design variables. The crossover operator with random number of cutting points was proposed in the methodology. The fitness function was based on loads and strength criteria according to classification rules. The additional constraints were introduced due to the fabrication and standardisation reasons. The results of study proved that the developed methodology of GAs and the corresponding computer code present an effective tool in solving the two and three dimension optimisation problems of a ship structure.

PL

W artykule przedstawiono kontynuację wcześniejszych prac autorów, dotyczących zastosowania algorytmów genetycznych w projektowaniu konstrukcji okrętowych. W pracy rozważono zastosowanie opracowanej wcześniej optymalizacyjnej procedury projektowej do rozwiązania problemu w przestrzeni 3D dotyczącego sekcji blokowej śródokręcia szybkiego katamaranu. Jako zmienne projektowe przyjęto wymiary elementów konstrukcyjnych - płyt, usztywnień i ram oraz ich rozpiętości i odstępy. W metodzie zaproponowano operator krzyżowania z losową liczbą punktów cięcia chromosomów. Funkcję celu sformułowano uwzględniając wymagania obciążeń i kryteria wytrzymałościowe proponowane przez przepisy klasyfikacyjne. Wprowadzono dodatkowe ograniczenia uwzględniając wymogi wykonawstwa i normaliza- cji. Uzyskane wyniki wskazują, że opracowana metoda optymalizacji wykorzystująca algorytmy genetyczne oraz program komputerowy mogą stanowić efektywne narzędzie pomocne w rozwiązywaniu dwu i trójwymiarowych problemów optymalizacji konstrukcji okrętowych.

15

Optimisation of the fast craft deck structure by the genetic algorithms

Sekulski Z., Jastrzębski T.

Marine Technology Transactions. Technika Morska

|

1998

|

Vol. 9

165-188

EN

In the paper the task of optimal ship hull structural design using the method based on Genetic Algorithms have been considered. The applicability of those methods in particular optimisation problems has been discussed too. A proposal of the computer implementation of the method has been described. Then practical application of the method to the deck structure of a fast craft of SES type has been performed.

PL

W pracy rozważono zadanie optymalnego projektowania konstrukcji kadłuba statku z wykorzystaniem metod opartych 0 algorytmy genetyczne. Przedstawiono przydatność tych metod w szczególnych przypadkach optymalizacji. Zaproponowano własną komputerową realizację metody z algorytmem genetycznym. Przebadano praktyczne zastosowanie przedstawionej metody na przykładzie konstrukcji pokładu pasażerskiego dwukadłubowego statku szybkiego.