Εξελικτικοί αλγόριθμοι και μη-συνεργατικά παίγνια στην αεροδυναμική βελτιστοποίηση

Αβραμιώτης Φαληρέας, Οδυσσέας Χρήστος; Avramiotis Falireas, Odysseas Christos

dc.contributor.author	Αβραμιώτης Φαληρέας, Οδυσσέας Χρήστος	el
dc.contributor.author	Avramiotis Falireas, Odysseas Christos	el
dc.date.accessioned	2016-01-08T11:52:00Z
dc.date.available	2016-01-08T11:52:00Z
dc.date.issued	2016-01-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41812
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10280
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Βελτιστοποίηση με εξελικτικούς αλγορίθμους	el
dc.subject	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Μη-συνεργατικά παίγνια	el
dc.subject	Σημείο ισορροπίας Nash	el
dc.subject	Εξελικτικοί αλγόριθμοι	el
dc.subject	Evolutionary algorithms	el
dc.subject	Optimization with evolutionary algorithms	el
dc.subject	Aerodynamic optimisation	el
dc.subject	Non-cooperative games	el
dc.subject	Nash equilibrium point	el
dc.title	Εξελικτικοί αλγόριθμοι και μη-συνεργατικά παίγνια στην αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
dc.title	Evolutionary algorithms and non-cooperative games in aerodynamic optimization	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αεροδυναμική βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Μαθηματικά	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-09-25
heal.abstract	Η βελτιστοποίηση με Εξελικτικούς Αλγορίθμους (ΕΑ) έχει αναπτυχθεί επαρκώς τα τελευταία χρόνια στη Μονάδα Παράλληλης Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής & Βελ- τιστοποίησης (ΜΠΥΡ&Β) του Εργαστηρίου Θερμικών Στροβιλομηχανών (ΕΘΣ) με ταυτόχρονη ανάπτυξη αξιόπιστου λογισμικού που προσαρμόζεται εύκολα σχεδόν σε κάθε πρόβλημα. Σε συνδυασμό με το απαραίτητο, λογισμικό αξιολόγησης βρίσκει τη βέλτιστη λύση σε προβλήματα ενός στόχου ή το μέτωπο των κατά Pareto βέλτιστων λύσεων σε προβλήματα πολλών στόχων. Παρόλα αυτά, το κύριο μειονέκτημα των ΕΑ έγκειται στο ότι απαιτούν μεγάλο αριθμό αξιολογήσεων των υποψήφιων λύσεων για την εύρεση της βέλτιστης ή των βέλτιστων λύσεων, κάτι που δυσκολεύει τη χρήση τους σε μεγάλης κλίμακας προβλήματα της βιομηχανίας. Έτσι κρίνεται σκόπιμη η ανάπτυξη μεθόδων βασισμένων σε ΕΑ που θα μειώνουν, όσον το δυνατό, τον υπολογιστικό χρόνο που απαιτείται για την εύρεση λύσης ή λύσεων. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει σκοπό την ανάπτυξη μεθόδων με ΕΑ και τη διερεύνηση τους σε προβλήματα βελτιστοποίησης, ώστε να γίνουν οι ΕΑ πιο ανταγωνιστικοί και πιο ελκυστικοί στη χρήση τους στη βιομηχανία. Η πρώτη μέθοδος, η οποία αναπτύσσεται και παρουσιάζεται στην παρούσα διπλωματική εργασία, είναι μία μέθοδος πολυκριτηριακής βελτιστοποίησης με ΕΑ, η οποία βασίζεται στην έννοια του Σημείου Ισορροπίας κατά Nash από τη θεωρία παιγνίων. Η μέθοδος αυτή (ΕΑ--Nash) σκοπεύει στην εύρεση μίας λύσης, κοντά στο μέτωπο Pareto του προβλήματος. Το πλεονέκτημά της σε σχέση με την "παραδοσιακή" πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση με ΕΑ, έγκειται στο ότι είναι ικανή να βρίσκει μία μόνο καλή λύση αλλά με λιγότερες αξιολογήσεις. Στη συνέχεια, αναπτύσσεται και παρουσιάζεται μία δεύτερη μέθοδος (EA--NASH--EA), η οποία αποτελεί συνδυασμό του "παραδοσιακού" ΕΑ και της ΕΑ--Nash. Η μέθοδος αυτή επιτυγχάνει την εύρεση του μετώπου Pareto με όσον το δυνατόν μικρότερο υπολογιστικό κόστος. Τέλος, η αποτελεσματικότητα των μεθόδων αποδεικνύεται μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων τους με αυτά του "παραδοσιακού" ΕΑ σε μαθηματικά προβλήματα βελτιστοποίησης και σε δύο αεροδυναμικά προβλήματα σχεδιασμού βέλτιστης αεροτομής.	el
heal.abstract	EA-based optimization has been adequately developed over the last years at the Parallel CFD & Optimization Unit (PCOpt) of the Laboratory of Thermal Turbomachines (LTT) NTUA because it is a reliable method which incorporates any evaluation software such as a CFD code in a straightforward manner. Combined with the appropriate evaluation software it computes either the optimal solution in single-objective problem or the Pareto optimal solutions in multi-objective problems. However, it is well known that EAs require quite a large number of evaluations of candidate solutions to get the optimal solution which, does not allow them to routinely be used in large-scale industrial problems. Since the industrial demand for even more competitive design-optimization methods increases, developing new ones is absolutely necessary. Thus, the aim of this diploma thesis is to develop and present optimization methods based on Evolutionary Algorithms (EA) and to test them in optimization problems. Firstly, a multiobjective optimisation method is developed, based on EA and on the concept of Nash Equilibrium Point from Game Theory. The aim of this method (EA--NASH) is to compute of a single solution close to the Pareto front. Its advantage, compared to the "simple" multiobjective optimization with EA, is that it computes a sinlge soloution, but with a fewer number of evaluations. In addition, a new method (EA--NASH--EA) is developed and presented, which is a combination of the conventional EA and the method EA--NASH. This method achieves in computing a non--dominated front, close to the Pareto front with minimal computational cost. Finally, the effectiveness of both methods is tested in some mathematical and two airfoil design problems. The results are, then, compared to those of the conventional EA in those problems.	en
heal.advisorName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.
heal.fullTextAvailability	true