• English
    • العربية
  • English
  • تسجيل الدخول
  • جامعة قطر
  • مكتبة جامعة قطر
  •  الصفحة الرئيسية
  • الوحدات والمجموعات
  • حقوق النشر
عرض التسجيلة 
  •   مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • مساهمة أعضاء هيئة التدريس
  • كلية الهندسة
  • الهندسة الميكانيكية والصناعية
  • عرض التسجيلة
  • مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر
  • المستودع الرقمي لجامعة قطر
  • أكاديمية
  • مساهمة أعضاء هيئة التدريس
  • كلية الهندسة
  • الهندسة الميكانيكية والصناعية
  • عرض التسجيلة
  •      
  •  
    JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

    On the Optimization of Band Gaps in Periodic Waveguides

    Thumbnail
    عرض / فتح
    s42417-025-02198-6.pdf (2.414Mb)
    التاريخ
    2025-12-01
    المؤلف
    Renno, Jamil
    البيانات الوصفية
    عرض كامل للتسجيلة
    الملخص
    Purpose: This work applies a computational framework for vibration attenuation in periodic structures by combining the established wave and finite element (WFE) method with nature-inspired optimization algorithms. The purpose of this work is to provide a systematic comparison of various nature-inspired algorithms across both low-cost analytical and high-fidelity simulation-driven design problems. Methodology: Two numerical examples are investigated. The first considers a semi-infinite beam with periodic masses, where the dynamic stiffness matrix is obtained analytically. Two optimization scenarios are addressed within the first example. The second example involves a periodic beam with alternating thick and thin segments, modeled using WFE, where the objective is to minimize transmissibility over a lower frequency range. Five nature-inspired optimization algorithms: Genetic Algorithm (GA), Differential Evolution (DE), Grey Wolf Optimizer (GWO), Improved Grey Wolf Optimizer (IGWO), and Particle Swarm Optimization (PSO) are compared. In the first example, a fixed number of function evaluations ensures fair comparison; in the second, equal runtime account for the high computational cost of each function evaluation. Results: In the first example, all algorithms achieved similar optimal solutions in the two optimization scenarios, with differences arising primarily in computational efficiency. For the first optimization scenario, distribution-free analysis showed that at intermediate function evaluation budgets, detectable differences emerge among algorithms, whereas in the second scenario, these differences diminish at higher evaluation budgets (with no significant pairwise contrasts), indicating convergence. GA incurred the highest computational overhead; DE was fast but tended to plateau while GWO, IGWO, and PSO exhibited strong accuracy-efficiency trade-offs within the tested budgets. In the second example, which operated under fixed runtime budgets, Kruskal–Wallis tests indicated significant differences at all time budgets: PSO consistently attained the lowest transmissibility, with GWO and IGWO close behind, GA showing modest improvement with longer runtime, and DE stagnating early. Across both cases, the effect-size analysis (Cliff’s) confirms that observed gaps are generally small to medium at moderate budgets and tend to narrow at higher budgets as solutions converge. This highlights that the efficiency with which evaluations are translated into meaningful search progress is just as critical as raw accuracy in expensive, simulation-driven problems. The WFE-based framework therefore provides a general and effective tool for optimizing periodic structures for targeted vibration attenuation.
    معرّف المصادر الموحد
    https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=105022837499&origin=inward
    DOI/handle
    http://dx.doi.org/10.1007/s42417-025-02198-6
    http://hdl.handle.net/10576/69556
    المجموعات
    • الهندسة الميكانيكية والصناعية [‎1539‎ items ]

    entitlement


    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا
    اتصل بنا | جامعة قطر

     

     

    الصفحة الرئيسية

    أرسل عملك التابع لجامعة قطر

    تصفح

    محتويات مركز المجموعات الرقمية
      الوحدات والمجموعات تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر
    هذه المجموعة
      تاريخ النشر المؤلف العناوين الموضوع النوع اللغة الناشر

    حسابي

    تسجيل الدخول

    إحصائيات

    عرض إحصائيات الاستخدام

    مركز المجموعات الرقمية لجامعة قطر هو مكتبة رقمية تديرها مكتبة جامعة قطر بدعم من إدارة تقنية المعلومات

    اتصل بنا
    اتصل بنا | جامعة قطر

     

     

    Video