دانلود شبیه سازی مقاله کاربرد بهینه سازی جستجوی اتم در حل مساله تخمین پارامتر هیدروژئولوژیکی

پروژه متلب الگوریتم بهینه سازی جستجوی اتم

در این مقاله، یک الگوریتم فراابتکاری جدید تحت عنوان الگوریتم بهینه‌سازی جستجوی اتم (ASO)، با الهام از فیزیک، برای مسائل بهینه‌سازی سراسری ارائه شده است. ASO از دینامیک مولکولی پایه برای مدلسازی حرکت اتمی از طریق ریاضی، الهام گرفته شده است که بر اساس تعامل و نیروهای بازدارنده است. در ASO، هر اتم تحت تأثیر نیروی جاذبه یا نیروی دافعه از همسایگان خود و نیروی بازدارنده اتمی با بهترین میزان برازش است. حرکت اتمی از قانون دوم نیوتن پیروی می کند. نیروی جاذبه، اتم ها را تحریک می کند تا کل فضای جستجو را به طور گسترده جستجو کنند و نیروی دافعه باعث می شود تا اتم ها به شدت از مناطق امیدبخش بهره برداری کنند. برای آزمایش اثربخشی ASO، پنج الگوریتم قابل مقایسه در رابطه با مجموعه‌های معیار متنوع نظیر توابع تک‌ مدی/ تک نمایی، چندمدی، ابعاد پایین، ترکیبی و مرکب به‌طور همزمان برای مقایسه استفاده می‌شوند. همچنین، نتایج در رابطه با نتایج کیفی، اولویت همگرایی و اولویت کلی تأیید می‌شوند. علاوه بر این، ASO در خصوص مسئله تخمین پارامتر هیدروژئولوژیکی استفاده می‌شود که دسترس پذیری و کارایی آن را در حل مسائل دنیای واقعی نشان می‌دهد. بر پایه نتایج فوق، تجزیه و تحلیل های انجام گرفته و بحث در خصوص آزمایش ها و کاربرد، می توان به نتایج زیر دست یافت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ASO بر اساس انواع مختلف توابع معیار، همگرایی خودسازگار بهتری را انجام می دهد. الگوریتم می تواند با موفقیت راه حل امیدبخش در مورد مناطق محلی را بیابد. همچنین، ASO برای توابع تک مدی به خوبی عمل می کند و رقابت قوی را در زمینه توابع چندمدی نشان می دهد. علاوه بر این، ASO بین جستجوی اکتشافی و بهره برداری در زمینه توابع مرکب و ترکیبی می تواند تعادل خوبی را برقرار کند. سادگی ASO و پارامترهای کنترل اندک آن، اجرای آن را آسان می کند. همچنین، نتایج آزمایش توابع معیار و کاربرد در زمینه مسئله برآورد پارامترهای هیدروژئولوژیکی پتانسیل آن را در حل سایر مسائل دنیای واقعی نظیر برنامه‌ریزی مسیر خودرو، زمان‌بندی استقرار براساس کار و بهینه‌سازی ساختاری نشان می‌دهد. برای کارهای آتی می توان نسخه باینری ASO را برای پرداختن به مسائل گسسته و نسخه چندهدفه آن را برای حل مسائل چندهدفه ارائه نمود. ASO ارائه شده در اینجا می تواند برای سایر مسائل دنیای واقعی در هیدرولوژی نظیر کالیبراسیون شبیه سازی رواناب سطحی، تخمین پارامتر یک مدل آبخیز، و تخمین ضرایب پراکندگی نیز استفاده شود. دینامیک مولکولی موضوع پیچیده ای است و در صورت امکان، سایر ویژگی های فیزیکی اتم ها را می توان کشف و تلفیق نمود تا ASO را غنی و رقابتی تر کرد. بسیاری از جنبه‌ها در مورد ASO همچنان ناشناخته باقی مانده‌اند، و راه‌های قابل توجه و متعددی برای تحقیقات آتی وجود دارد، به طور مثال، روش جهش می‌تواند برای توسعه نمایش ریاضی حرکت اتمی استفاده شود.

این مقاله مربوط به سال 2019 بوده و شبیه سازی آن نیز در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده است. در ادامه، شکل موج خروجی این شبیه سازی قرار داده شده است: