基于改进量子遗传算法的模型交互修正方法

• 作者: 向胜涛 王达
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 桥梁工程 钢-混组合梁 改进量子遗传算法 实桥试验 模型交互修正
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 土木工程、水利工程|Civil Engineering, Hydraulic Engineering
• 页码范围: 100-110
• 页数: 11页
• 分类号: U441
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2022.01.011

摘要

针对传统有限元模型修正方法低效率、高成本且易陷入局部极值的缺点,提出基于改进量子遗传算法的静力多尺度有限元模型交互修正方法.依据量子计算理论,对量子比特矢量态进行实数编码,以改进量子旋转门实现旋转角自适应更新,引入量子全局干扰交叉、变异、灾变等遗传操作,设计改进量子遗传算法.以某钢-混组合梁桥为工程背景建立多尺度有限元模型,建立目标函数,对待修正区域进行分块处理.利用最大互信息系数对待修正参数进行筛选,给出目标函数权重,通过Python语言实现了基于改进量子遗传算法的静力多尺度有限元模型交互修正.结果表明,改进量子遗传算法相较于传统遗传算法、量子遗传算法具有更高的性能与精度,自动交互修正方法的效率较高,对材料弹性模量、厚度、车辆荷载等参数的修正与工程实际测试的情况基本吻合,目标函数修正结果相较于有限元计算的初始值,挠度误差降低至1.4％～14.3％,混凝土底板应力误差降低至2.6％～18.8％,钢梁应力误差降低至0％～11.1％.