کاربرد و مقایسه روش های بهینه سازی تک هدفه (GA) و دو هدفه (NSGA-II) در طراحی شبکه های تحت فشار
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری؛ گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
doi
10.22092/idser.2021.355057.1477چکیده
طراحی بهینه شبکههای آبیاری و آبرسانی تحت فشار با هدف کاهش هزینهها همواره مورد توجه می-باشد. در این تحقیق طراحی بهینه شبکه با روشهای بهینهسازی تک هدفه الگوریتم ژنتیک باینری و دوهدفه NSGA-II انجام شد. تابع هدف دوم درNSAGA-II بصورت کمینه نمودن مجموع کمبود فشار در کل سیستم تعریف گردید. چنانچه مقدار این تابع به صفر یا نزدیک آن سوق داده شود نتایج روش تک هدفهGA و دو هدفه NSGA-II قابل مقایسه میباشد. به منظور طراحی بهینه شبکه، کدهای کامپیوتری برای بهینه سازی تک هدفه، بهینه سازی دو هدفه و تحلیل هیدرولیکی شبکه به روش ماتریسی شیب در محیط برنامه نویسیVB تهیه و به همدیگر جفت شدند. پس از صحتسنجی مدل، یک شبکه مطرح دوحلقهای متشکل از7 لوله و 8 گره که از یک مخزن تغذیه میکند با هر دو روش بهینهسازی طراحی شد. نتایج نشانداد در هر دو روش هزینه لولهگذاری تقریبا یکسان و با اختلاف کمتر از یک درصد برآورد شد در حالیکه هزینه محاسبات کامپیوتری در روش NSGA-II در حدود یک پنجاهم روش الگوریتم ژنتیک برآورد گردید. با توجه به اینکه هزینه محاسبات در روش NSGA-II بسیار کمتر از روش GA بدست آمد، استفاده از این روش برای حل مسئله تک هدفه طراحی شبکه تحت فشار نیز توصیه می شود به شرط اینکه در این روش تابع هدف دوم به گونه ای تعریف شود که در صورت رعایت همه قیود مقدار آن به صفر نزدیک شود. برای این منظور تابع هدف مجموع کمبود فشار مناسب تشخیص داده شد.