فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سرریزهای پلکانی نمونه‌ای از این سازه‌های هیدرولیکی حجیم می‌باشند که علاوه بر عبور دادن آب اضافی سدها، موجب استهلاک انرژی جریان در پائین دست سدها نیز می‌شوند. با توجه به هیدرولیک پیچیده جریان بر روی این سرریزها و وجود محدودیت‌های غیرخطی، طراحی بهینه آن‌ها یک مسئله بسیار سخت می‌باشد. در این پژوهش یک چارچوب نوین بر اساس الگوریتم‌های فراکاوشی، شامل شاهین هریس (HHO)، گرگ خاکستری (GWO)، علف‌های هرز مهاجم (IWO) و چرخه آب (WCA) با در نظر گرفتن کمینه‌سازی حجم بتن مصرفی سرریز و بیشینه‌سازی میزان استهلاک در پنجه سرریز به عنوان توابع هدف، برای طراحی این سرریزها توسعه داده شد. عملکرد الگوریتم‌ها، ابتدا بروی توابع پایه مورد بررسی و صحت‌سنجی قرار گرفت. سپس، برای دستیابی به اهداف مطالعه، سرریز سد سیاه‌بیشه به عنوان سد مورد مطالعه انتخاب شده و کارآیی مدل‌های توسعه داده شده بر اساس چهار الگوریتم مذکور بر روی آن ارزیابی گردید. نتایج نشان داد، مدل مبتنی بر HHO علاوه بر بهبود طرح سرریز کنونی از نظر هزینه‌های احداث و انرژی مستهلک شده، در مقایسه با سایر الگوریتم‌های فراکاوشی نیز از دقت و همگرایی مناسبی برخوردار است. به‌گونه‌ای که مقایسه طرح به دست آمده از HHO با طرح اجرا شده سرریز نشان داد، علاوه بر کاهش 35 درصدی حجم بتن مصرفی، میزان استهلاک انرژی 15% افزایش یافت که نشان‌دهنده موفقیت مدل طراحی توسعه داده شده به‌صورت چندهدفی و با استفاده از HHO می‌باشد.