Çelik çerçeve sistemlerin GPU tabanlı optimizasyonu
GPU based optimization of steel frame structure
- Tez No: 608098
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İBRAHİM AYDOĞDU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Engineering Sciences, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Çerçeve yapı sistemleri, doğrusal yapı elemanlarından oluşan ve inşaat mühendisliğinde en sık kullanılan taşıyıcı sistemlerden birisidir. Son yıllarda bilgisayar ve optimizasyon yöntemlerindeki gelişmeler sayesinde bu yapı sistemlerinin optimizasyonu alanındaki çalışmalar hızla artmaktadır. Çerçeve sistemlerin optimizasyonu problemi karmaşık ve düzensiz yapıda olması sebebiyle bu tür problemlerin çözümünde meta-sezgisel teknikler sıklıkla tercih edilmektedir. Meta-sezgisel yöntemler bu tür karmaşık problemlerin çözümüne imkân sunsa da çok tekrarlı işlemler barındırmaktadır. Bu nedenle çözüm süresi uzayabilmektedir. Buna ek olarak, çerçeve yapı sistemlerin analizinde sıklıkla kullanılan Sonlu Elemanlar Metodunun çözüm kabiliyeti ve çeşitliliği fazla olsa da standart bilgisayarlar ile özellikle büyük ölçekli yapıların çözümünde ciddi hesaplama sürelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu iki durum birlikte değerlendirildiğinde büyük ölçekli çerçeve sistemlerin optimizasyonu için oldukça fazla süreye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sürelerin makul seviyelere indirilmesi standart bilgisayarlarda da bulunabilen GPU (Graphical Processing Unit) işlemcilerinin paralel programlama ile birlikte çalıştırılmasıyla mümkündür. Bu tez çalışmasında GPU mimarisine uygun şekilde çelik çerçeve sistemleri analiz eden bir tasarım programı geliştirilmiştir. Optimizasyon yöntemi olarak BioCografya Tabanlı Optimizasyon metodu kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılan tüm işlemler GPU paralel programlama yapısı ile oluşturulmuştur. Geliştirilen programının tasarım ve optimizasyon kısımları CPU (Central Processing Unit) mimarisine göre yazılmıştır. Daha sonra, sonuçları karşılaştırmak amacıyla da programın tamamen CPU mimarisinde, paralel işlem barındırmayan ayrı bir sürümü hazırlanmıştır. Her iki sürüme göre iki farklı tasarım örneği oluşturulmuş, bu örnekler değişik yük kombinasyonu ve bilgisayar özelliklerine göre toplam 48 defa optimize edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre FEM işlemlerinde GPU işlemcilerinin CPU işlemcilerine göre daha başarılı oldukları, optimizasyon algoritmasının yeterliliği ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
Frame construction systems are one of the most frequently used structural systems in structural engineering. In recent years, thanks to advances in computer and optimization methods, studies on optimization of these structural systems are increasing rapidly. Since the optimization of frame systems is complex and irregular, meta-heuristic techniques are often preferred to solve such problems. Meta-heuristic methods allow for the solution of such complex problems, but they contain many repetitive processes . Therefore, the solution time can be extended. In addition, although Finite Element Method (FEM), which is frequently used in the analysis of frame structure systems, has a wide range of solution capability and diversity , serious computing times are required especially for the solution of large scale structures. When these two situations are evaluated together, it takes a lot of time for the optimization of large-scale frame systems. Reducing these times to reasonable levels is possible by running GPU (Graphical Processing Unit) processors, which can be found on standard computers, in parallel with programming. In this thesis, an optimum design program which solves steel frame systems in accordance with GPU architecture is developed. As the optimization method, Biogeography Based Optimization (BBO) method was used. GPU parallel programming structure is used in all FEM method. The design and optimization parts of the developed program are written according to the CPU (Central Processing Unit) architecture. In order to compare, a separate version of the program, which does not include parallel processing in CPU architecture, has been prepared. Two different design examples were created according to both versions, which were optimized 48 times for different load combinations and computer characteristics. According to the results obtained, it is demonstrated that GPU processors are more successful in FEM operations than CPU processors and the efficiency of optimization algorithm is revealed.
Benzer Tezler
- Çelik çerçeve sistemlerin deprem performanslarının farklı yöntemlerle irdelenmesi
Examination of seismic performance of steel frames by various methods
MEHMET CANER SOYDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN YARDIMCI
- Çelik çerçeve sistemlerin dinamik karakteristiklerinin deneysel modal analiz yöntemiyle belirlenmesi
Determination of dynamic characteristics of steel frames by experimental modal analysis method
TEMEL TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ALEMDAR BAYRAKTAR
- Hafif çelik çerçeve sistemlerin tepe birleşim bölgesinin sonlu eleman analizleri ile optimizasyonu
Optimization of lightweight steel portal frames by finite element analyses
FERHAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM PUL
- Kabuk elemanlar kullanılarak modellenen çelik çerçeve sistemlerin dinamik davranışının incelenmesi
Investigation of dynamic behavior of steel frame systems modeled by using shell elements
ERMAN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET AKKÖSE
- Yarı-rijit birleşimli çelik çerçeve sistemlerin genetik algoritma yöntemiyle optimum tasarımı
Optimum design of semi-rigid steel frames using genetic algorithm
SADIK ÖZGÜR DEĞERTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
İnşaat MühendisliğiDicle Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SEDAT HAYALİOĞLU