Research Article

Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması

Volume: 38 Number: 3 September 27, 2026
TR EN

Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması

Abstract

Bu çalışmada, kısıtlı mühendislik tasarım problemlerinin çözümü için Elektrik Fırtınası Optimizasyonu (ESO) üzerine kurulu Balina Güdümlü Fırtına (BGF) adlı hibrit bir meta-sezgisel yöntem önerilmektedir. BGF, ESO’nun keşif–sömürü dengesini, Balina Optimizasyon Algoritmasının (WOA) spiral güncelleme mekanizmasıyla zenginleştirilmiş yerel arama adımıyla birleştirir. Kısıtlı aramada fizibiliteyi öncelemek için aday çözümler Deb’in fizibilite kurallarıyla değerlendirilmekte; yerel optimumlara takılmayı azaltmak ve çeşitliliği korumak amacıyla durgunluk eşiği aşıldığında popülasyonun en kötü %20’sine OBL tabanlı yeniden konumlandırma uygulanmaktadır. Yöntem, Kumar vd. benchmark setindeki dört problem üzerinde sınanmıştır: RC23 (düzeltilmiş kademeli konik kasnak), RC24 (sıfır tuzağını engelleyen ek kısıtlı robot tutucu), RC29 (gaz iletim kompresörü) ve RC32 (Himmelblau). Tüm algoritmalar popülasyon=50 ve iterasyon=1000 ile 30 bağımsız koşuda çalıştırılmış; Min./Ort./Maks./Std. istatistikleri ve yakınsama eğrileri üzerinden WOA, JADE, TLO, EO ve ESO ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, BGF’nin RC23, RC29 ve RC32’de en iyi ortalama performans ve en düşük saçılımı sağlayarak yüksek kararlılık sunduğunu, RC24’te ise rekabetçi olmakla birlikte JADE/TLO’nun gerisinde kaldığını göstermektedir. RC23 ve RC24’te literatürde gözlenen formülasyon hataları mühendislik tutarlılığı korunarak düzeltilmiş ve RC24’e minimum kuvvet eşiği eklenmiştir. Uygulama Python ortamında gerçekleştirilmiş, her koşu aynı başlangıç ayarlarıyla yürütülmüştür. Elde edilen bulgular BGF’nin kısıtlı optimizasyon için güçlü bir aday olduğunu, ancak keşif ağırlıklı problemlerde ek geliştirmelere açık kaldığını ortaya koymaktadır.

Keywords

Ethical Statement

Bu çalışma insan veya hayvan denek içermediğinden etik kurul izni ve aydınlatılmış onam gerekmemektedir. Yazar çıkar çatışması olmadığını ve çalışma için dış fon desteği alınmadığını beyan eder.

References

  1. [1] Rajwar, K., Deep, K., & Das, S. (2023). An exhaustive review of the metaheuristic algorithms for search and optimization: taxonomy, applications, and open challenges. Artificial Intelligence Review, 56(11), 13187–13257. https://doi.org/10.1007/S10462-023-10470-Y.
  2. [2] Selvam, R., Hiremath, P., Cs, S. K., Ramakrishna Bhat, R., Tomar, V., Bansal, M., & Singh, P. (2024). Metaheuristic Algorithms for Optimization: A Brief Review. Engineering Proceedings, 59(1), 238. https://doi.org/10.3390/ENGPROC2023059238.
  3. [3] Katoch, S., Chauhan, S. S., & Kumar, V. (2020). A review on genetic algorithm: past, present, and future. Multimedia Tools and Applications, 80(5), 8091–8126. https://doi.org/10.1007/S11042-020-10139-6.
  4. [4] Zhu, D., Li, R., Zheng, Y., Zhou, C., Li, T., & Cheng, S. (2025). Cumulative Major Advances in Particle Swarm Optimization from 2018 to the Present: Variants, Analysis and Applications. Archives of Computational Methods in Engineering, 32(3), 1571–1595. https://doi.org/10.1007/S11831-024-10185-5.
  5. [5] Fan, M., Chen, J., Xie, Z., Ouyang, H., Li, S., & Gao, L. (2022). Improved multi-objective differential evolution algorithm based on a decomposition strategy for multi-objective optimization problems. Scientific Reports, 12(1), 1–14. https://doi.org/10.1038/s41598-022-25440-7.
  6. [6] Ahmad, M. F., Isa, N. A. M., Lim, W. H., & Ang, K. M. (2022). Differential evolution: A recent review based on state-of-the-art works. Alexandria Engineering Journal, 61(5), 3831–3872. https://doi.org/10.1016/J.AEJ.2021.09.013.
  7. [7] Chakraborty, S., Saha, A. K., Sharma, S., Sahoo, S. K., & Pal, G. (2022). Comparative Performance Analysis of Differential Evolution Variants on Engineering Design Problems. Journal of Bionic Engineering, 19(4), 1140–1160. https://doi.org/10.1007/S42235-022-00190-4.
  8. [8] Houssein, E. H., Hossam Abdel Gafar, M., Fawzy, N., & Sayed, A. Y. (2025). Recent metaheuristic algorithms for solving some civil engineering optimization problems. Scientific Reports, 15(1), 1–25. https://doi.org/10.1038/s41598-025-90000-8.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Optimization Techniques in Mechanical Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 27, 2026

Submission Date

January 11, 2026

Acceptance Date

July 9, 2026

Published in Issue

Year 2026 Volume: 38 Number: 3

APA
Gezici, H. (2026). Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, 38(3), 433-448. https://doi.org/10.7240/jeps.1860956
AMA
1.Gezici H. Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması. JEPS. 2026;38(3):433-448. doi:10.7240/jeps.1860956
Chicago
Gezici, Harun. 2026. “Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri Için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması”. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences 38 (3): 433-48. https://doi.org/10.7240/jeps.1860956.
EndNote
Gezici H (September 1, 2026) Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences 38 3 433–448.
IEEE
[1]H. Gezici, “Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması”, JEPS, vol. 38, no. 3, pp. 433–448, Sept. 2026, doi: 10.7240/jeps.1860956.
ISNAD
Gezici, Harun. “Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri Için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması”. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences 38/3 (September 1, 2026): 433-448. https://doi.org/10.7240/jeps.1860956.
JAMA
1.Gezici H. Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması. JEPS. 2026;38:433–448.
MLA
Gezici, Harun. “Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri Için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması”. International Journal of Advances in Engineering and Pure Sciences, vol. 38, no. 3, Sept. 2026, pp. 433-48, doi:10.7240/jeps.1860956.
Vancouver
1.Harun Gezici. Kısıtlı Mühendislik Tasarım Problemleri için Balina Güdümlü Fırtına Optimizasyon Algoritması. JEPS. 2026 Sep. 1;38(3):433-48. doi:10.7240/jeps.1860956