Politechnika Poznańska Zastosowanie algorytmów genetycznych do ...

Politechnika Poznańska Zastosowanie algorytmów genetycznych do ... Politechnika Poznańska Zastosowanie algorytmów genetycznych do ...

strek.strefa.pl
from strek.strefa.pl More from this publisher
13.04.2014 Views

Rysunek 6.12 Geometria i warunki brzegowe w zagadnieniu Motza 6.3.2 Rozwiązanie Rozwiązanie problemu Motza składa się z dwóch części, co jest spowodowane przez osobliwość występującą na jednym z brzegów. Pierwszy człon to liniowa kombinacja rozwiązań podstawowych, podczas gdy drugi opisuje osobliwość. W związku z powyższym rozwiązanie tego zagadnienia jest w postaci[Geo1996]: a po uproszczeniu N N u n (x) = c j lnr 2 j + α k r 2k−1 2 cos 2k − 1 Θ, (6.10) 2 i=1 k=1 N N u n (x) = c j log r 2 j + α k r β kcos[β k Θ] , (6.11) i=1 k=1 gdzie c j , α k , β k to nieznane współczynniki, r j = (x − x j ) 2 + (y − y j ) 2 , x i y to współrzędne dowolnego punktu wewnątrz rozważanego obszaru, xj i yj oznaczają współrzędne punktów źródłowych, w których występują osobliwości rozwiązań podstawowych. Obliczenia przeprowadzono dla 60 punktów kollokacji NC=60 oraz 12 punktów źródłowych NS=12. Również w tym przypadku przeprowadzono obliczenia zarówno dla punktów źródłowych rozmieszczonych na konturze podobnym do rozważanego obszaru oraz dla punktów rozmieszczonych przez algorytm genetyczny, a następnie wyniki zestawiono w celu porównania. 69

Występująca na brzegu osobliwość to oczywiście problem z punktu widzenia obliczeń numerycznych. W trakcie obliczeń okazało się, że niektóre warunki łatwiej spełnić, podczas gdy spełnienie innych jest znacznie trudniejsze. Z tego powodu wprowadzono modyfikację w algorytmie genetycznym i zaimplementowano optymalizację wielokryterialną stosując metodę ważonych sum (2.6), która przypisywała różne wagi błędom spełnienia poszczególnych warunków brzegowych. Dzięki temu algorytm genetyczny stał się wrażliwszy na błędy pojawiające się na brzegach w wyniku nieciągłości i pozwolił na skuteczniejszą optymalizację. 6.3.3 Wyniki numeryczne W tabeli 6.2 zestawiono wyniki maksymalnych błędów spełnienia warunków brzegowych dla każdego rozważanego odcinka brzegu. Podobnie jak w poprzednim przypadku wyniki otrzymane w obydwu podejściach znacznie się różnią. Zastosowanie algorytmu genetycznego pozwoliło na rozmieszczenie punktów źródłowych w sposób pozwalający na znaczną poprawę jakości wyników – znacznie mniejszy błąd maksymalny spełnienia warunków na poszczególnych brzegach. Tabela 6.2 Maksymalne błędy spełnienia warunków brzegowych Brzeg Punkty źródłowe rozmieszczone przez AG Punkty źródłowe rozmieszczone na konturze podobnym do brzegu obszaru -1

Rysunek 6.12 Geometria i warunki brzegowe w zagadnieniu Motza<br />

6.3.2 Rozwiązanie<br />

Rozwiązanie problemu Motza składa się z dwóch części, co jest<br />

spowo<strong>do</strong>wane przez osobliwość występującą na jednym z brzegów. Pierwszy<br />

człon to liniowa kombinacja rozwiązań podstawowych, podczas gdy drugi opisuje<br />

osobliwość. W związku z powyższym rozwiązanie tego zagadnienia jest<br />

w postaci[Geo1996]:<br />

a po uproszczeniu<br />

N<br />

N<br />

u n (x) = c j lnr 2 j + α k r 2k−1 2 cos 2k − 1 Θ, (6.10)<br />

2<br />

i=1<br />

k=1<br />

N<br />

N<br />

u n (x) = c j log r 2 j + α k r β kcos[β k Θ] , (6.11)<br />

i=1<br />

k=1<br />

gdzie c j , α k , β k to nieznane współczynniki, r j = (x − x j ) 2 + (y − y j ) 2 , x i y to<br />

współrzędne <strong>do</strong>wolnego punktu wewnątrz rozważanego obszaru, xj i yj oznaczają<br />

współrzędne punktów źródłowych, w których występują osobliwości rozwiązań<br />

podstawowych.<br />

Obliczenia przeprowadzono dla 60 punktów kollokacji NC=60 oraz 12<br />

punktów źródłowych NS=12. Również w tym przypadku przeprowadzono<br />

obliczenia zarówno dla punktów źródłowych rozmieszczonych na konturze<br />

po<strong>do</strong>bnym <strong>do</strong> rozważanego obszaru oraz dla punktów rozmieszczonych przez<br />

algorytm genetyczny, a następnie wyniki zestawiono w celu porównania.<br />

69

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!