Komplexe Simulationsumgebungen, wie die computerunterstützte Strukturanalyse und numerische Strömungssimulation bedürfen robuster, leistungsstarker und gleichzeitig universell einsetzbarer Optimierungsalgorithmen. Soll die Effizienz der Variantenbildung verbessert werden, ist eine möglichst vollständige Evaluation aller Simulationsprozessinformationen von Bedeutung. In der frühen Phase der Strategieentwicklung dienen hochdimensionale Modellfunktionen als Prüfmarken für innovative Verfahrensansätze.Der Aufsatz führt in die algorithmischen Mechanismen einer lokalen Optimierungsstrategie mit adaptiver mutativer Schrittweitenregelung und generationsübergreifender Informationsausnutzung von Simulationsprozessinformationen auf spektraler Ebene ein.
Inhaltsverzeichnis
- Abstract
- Intro
- Lokale Suche
- Evolutionäre Algorithmen
- Lokale Suchalgorithmen mit Adaption solidierter Fortschrittspektren
- Ausentwicklung des Kernalgorithmus
- Konventionelle Algorithmen
- Zusammenfassung und Implementierung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieser Aufsatz stellt eine lokale Optimierungsstrategie mit adaptiver mutativer Schrittweitenregelung und generationsübergreifender Informationsausnutzung von Simulationsprozessinformationen auf spektraler Ebene vor. Der Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung der Effizienz der Variantenbildung durch eine möglichst vollständige Evaluation aller Simulationsprozessinformationen. Insbesondere wird die Leistungsfähigkeit des Algorithmus unter der Bedingung minimalen Variationsaufwands in komplexen Simulationsumgebungen diskutiert.
- Entwicklung einer lokalen Optimierungsstrategie für komplexe Simulationsumgebungen
- Verbesserung der Effizienz der Variantenbildung durch spektrale Informationsausnutzung
- Reduzierung des Variationsaufwands in der Optimierung
- Anwendungen in Strukturanalyse und numerischer Strömungssimulation
- Diskussion der Leistungsfähigkeit des Algorithmus anhand von Beispielen
Zusammenfassung der Kapitel
- Abstract: Der Aufsatz beschreibt die Optimierungsstrategie „Fortschritt-Spektren-Adaptation (FSA)“ und ihre Anwendung in komplexen Simulationsumgebungen.
- Intro: Der Einsatz von Optimierungsalgorithmen in Simulationen wie der Strukturanalyse und Strömungssimulation ist von großer Bedeutung in der Industrie und der Bionikforschung. Ein zentrales Forschungsziel ist die Reduzierung der benötigten Simulationsläufe.
- Lokale Suche: Lokale Suchalgorithmen mit generationsübergreifender Informationsausnutzung werden im Bereich der Optimierung von komplexen, hochdimensionalen Qualitätenräumen eingesetzt.
- Evolutionäre Algorithmen: Evolutionäre Algorithmen (EA) sind lokale Suchverfahren, die die Mechanismen der biologischen Evolution nachahmen. Zu den EA gehören die Genetischen Algorithmen (GA) und die Evolutionsstrategien (ES).
- Lokale Suchalgorithmen mit Adaption solidierter Fortschrittspektren: Das Verfahren „Fortschritt-Spektren-Adaptation (FSA)“ basiert auf der Transformation von Prozessdaten in den Spektralbereich, ihrer Weiterverarbeitung, Analyse und Kompression sowie der anschließenden Rücktransformation in den Funktionsbereich.
- Ausentwicklung des Kernalgorithmus: Der Aufsatz beschreibt die Entwicklung des FSA-Algorithmus, der in der Programmiersprache SciLab implementiert wurde. Die Vorteile von SciLab für die Entwicklung von FSA-Algorithmen werden hervorgehoben. Der Aufsatz zeigt auch, dass die parallele Verarbeitung mit Grafikkarten die Rechenzeit erheblich reduzieren könnte.
- Konventionelle Algorithmen: Das FSA-Verfahren integriert die Variablenvergangenheit für das lokale Suchverfahren. Der Optimierungsfortschritt (PROGRESS) wird aus der Differenz der Objektvariablenvektoren zweier aufeinanderfolgender Generationen gewonnen. Der Aufsatz beschreibt, wie die Fouriertransformation des PROGRESS-Vektors im Konvergenzgrund Probleme verursachen kann und wie diese durch die Einführung des spektralen Gradienten ASP(n) gelöst werden können.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter dieses Aufsatzes sind: lokale Optimierung, Fortschritt-Spektren-Adaptation (FSA), Simulationsumgebungen, Strukturanalyse, Strömungssimulation, Variantenbildung, generationsübergreifende Informationsausnutzung, spektrale Ebene, Varianz, Konvergenz, SciLab, Grafikkarten, parallele Verarbeitung, Fouriertransformation.
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Ing. Michael Dienst (Autor:in), 2010, Optimierung mit Fortschritt Spektren Adaption, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/145128
