استفاده از رویکرد شبیه ساز-بهینهساز سههدفه برای طراحی بهینه سرریز ترکیبی پلکانی-کنگرهای با استفاده از الگوریتم بهینهسازی بهبودیافته سنجاقک
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، گرایش آب و سازههای هیدرولیکی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
2 دکترای مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند،بیرجند، ایران
doi
10.22092/idser.2023.362275.1544چکیده
سرریزها برای عبور دادن آب مازاد مخازن سدها در کنار آنها احداث میشوند. در بسیاری از مواقع خرابی سدها در اثر عبور آب از روی تاج، به سبب ناکافی بودن ظرفیت سرریز، اتفاق میافتد. سرریزهای کنگرهای با هندسه خاص خود توانایی افزایش دبی عبوری را نسبت به سایر سرریزها دارند. موضوع استهلاک انرژی جریان نیز امری مهم تلقی میگردد. استفاده از سرریز پلکانی سبب کاهش سرعت و انرژی آب در پنجه سرریز شده و لذا آبشستگی و خرابی در پاییندست کاهش مییابد. در مطالعه حاضر برای اولین بار به کمک الگوریتم سنجاقک بهبودیافته چارچوبی جدید برای طراحی چندهدفه سرریز ترکیبی پلکانی و کنگرهای ذوزنقهای ارائه شده است. بدین منظور از عملگر قدمزدنهای تصادفی، بجای پرواز لِوی در الگوریتم سنجاقک استفاده شده است. ابتدا عملکرد الگوریتم بهبود داده شده بر روی چهار مثال مَحَک از سری ZDT بررسی شد. از مقایسه با پاسخهای الگوریتم سنجاقک، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات مشخص شد که رویکرد استفاده شده موثر بوده و سرعت همگرایی و دقت در یافتن پاسخ بهینه بهبود یافته است. سپس یک کد شبیهسازی هیدرولیک جریان به صورت سرریز تکی و ترکیبی توسعه داده شد. نتایج صحت سنجی حاکی از خطای کمتر از 0/03 درصد بود. با اتصال مدل شبیهسازی توسعه داده شده و الگوریتم بهبود داده شده، یک مجموعه طرح بر روی جبهه پارتو سهبعدی ارائه شد. بهکارگیری رویکرد پیشنهادی برای سرریز سد ساروق توانسته است حدودا دبی عبوری و استهلاک انرژی را به ترتیب 25 درصد و 81 درصد افزایش و حجم بتن را 9 درصد کاهش دهد.
