طراحی بهینه مقاطع سهمی شکل کانال های روباز با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک

کانال های روباز مصنوعی، هزینه های زیادی از جمله هزینه های مصالح، ساخت و نگهداری را در بر می گیرند . از این رو درطی سالیان گذشته، تحقیقات زیادی برای طراحی بهینه مقاطع کانال های روباز با مدل های بهینه سازی مختلف، صورت گرفته است. در بیشتر تحقیقات انجام شده، کانال با مقطع ذوزنقهای مورد بررسی قرار گرفته است. با این وجود دانشمندان زیادی مقاطع سهمی شکل را دارای ویژگیهای بهتری نسبت به مقاطع ذوزنقهای دانسته و تحقیقاتی در این زمینه ارائه کردهاند. در این مقاله سعی شده است تا علاوه بر استفاده از اصول بهینه طراحی مقطع کانال و فرض بر مرکب بودن آن، مقاطع با شکل هندسی جدید به جای مقطع معمول ذوزنقهای برای کاهش هزینه ها بهینه گردد. از این رو بهینه سازی سه نوع مقطع سهمی، مثلثی با ته سهمی گون و مقطع با ته صاف و دیوارههای سهمی شکل مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با مقطع ذوزنقهای مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین در این مقاله برای اعمال اثرات لایه مرزی در جریان از پروفیل لگاریتمی سرعت برای طراحی مقطع بهینه کانال مرکب استفاده شده است. برای این منظور، از یک ضریب زبری معادل با توزیع لگاریتمی سرعت برای طراحی مقطع بهینه کانال استفاده شده است. در این مقاله از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک برای طراحی مقطع بهینه کانال استفاده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، در نظر گرفتن توزیع لگاریتمی سرعت در امتداد عمق جریان، به جای سرعت ثابت مانینگ و در نظر گرفتن اثرات لایه مرزی، باعث نتایج بهتر در طراحی مقطع بهینه می گردد. همچنین مقایسه نتایج حاصل شده برای مقاطع مختلف کانال نشان دهنده برتری اشکال مختلف مقاطع کانال های سهمی نسبت به مقطع معمول ذوزنقهای میباشد

کلیدواژه ها:

کانال های روباز سهمی گون ، بهینه سازی ، الگوریتم ژنتیک