结构力学优化算法：禁忌搜索(TS)：结构力学优化算法导论_2024-08-08_04-14-42.Tex

结构力学优化算法：禁忌搜索(TS)：结构力学优化算法导论

结构力学优化算法：禁忌搜索 (TS) 导论

绪论

结构力学优化的重要性

在工程设计领域，结构力学优化扮演着至关重要的角色。它不仅能够帮助工程师设计出更安全、更经济的结构，还能在满足功能需求的同时，减少材料的使用，从而降低生产成本和环境影响。结构力学优化的目标是在结构的强度、刚度、稳定性以及成本之间找到最佳平衡点，确保结构在各种载荷条件下都能保持良好的性能。

优化算法的分类与应用

优化算法可以大致分为两大类：确定性算法和随机性算法。确定性算法如线性规划、非线性规划等，它们在已知函数形式和约束条件的情况下，能够找到全局最优解。随机性算法如遗传算法、模拟退火、禁忌搜索等，它们在函数形式复杂或约束条件不明确的情况下，通过模拟自然现象或随机搜索，寻找近似最优解。

禁忌搜索（Tabu Search, TS）是一种基于局部搜索的元启发式算法，它通过引入“禁忌”机制来避免陷入局部最优，从而在复杂问题中寻找更优解。禁忌搜索在结构力学优化中有着广泛的应用，例如在桥梁设计、建筑结构优化、航空航天结构设计等领域，都能看到它的身影。

禁忌搜索算法原理

禁忌搜索算法的核心思想是通过记忆机制避免重复搜索，同时允许算法在某些情况下跳出局部最优解。算法通过维护一个“禁忌列表”来记录最近被访问过的解或解的某些特征，从而在后续的搜索中避免重复。同时，算法还允许在一定条件下接受劣解，以探索更广