طراحی بهینه سد های بتنی وزنی با استفاده ازالگوریتم بهینه سازی انبوه اجزا

در طراحی سیستمهای مهندسی، طرحی مطلوبتر است که علاوه بر تامین اهداف مورد نظر، هزینه کمتری نیز داشته باشد. از این رو کمینه کردن هزینه و بهینه سازی طرحهای مهندسی از دیرباز در علوم مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. از جمله این مسائل میتوان به مسأله ساخت سدهای بتنی وزنی اشاره کرد که با توجه به ویژگیهای خاص فنی، پیچیدگی طرح و بتن ریزی حجیم بدنه سد از اهمیت بسزایی برخوردار است. علاوه بر این، از آنجایی که پیچیدگیهای طراحی این نوع سدها و تعداد زیاد پارامترهای موثر در طراحی بهینه آنها، امکان قرار گرفتن در نقاط بهینه موضعی و در نتیجه انتخاب مقاطع بزرگتر از حد مورد نیاز را در روشهای مرسوم بهینه سازی بالا میبرد؛ به کارگیری روشهای نوین بهینه سازی که از طبیعت الهام میگیرند برای افزایش کارایی در امر طراحی بهینه سدهای بتنی وزنی بسیار ضروری است. در این مقاله به ارائه یک روش حل کارا مبتنی بر الگوریتم بهینهسازی انبوه اجزا برای طراحی بهینه سدهای بتنی وزنی پرداخته میشود. در این روش با در نظر گرفتن تمامی نیروهای وارد بر بدنه سد، پارامترهای هندسی مقطع سد به گونهای تعیین میگردد که علاوه بر تامین پایداری در برابر لغزش، واژگونی و کنترل تنشها در سطوح بالادست و پایین دست بدنه سد، حجم بتن ریزی تا حد ممکن کاهش یافته و طرح از لحاظ اقتصادی بهینه شود. در بخش پایانی به منظور نشان دادن کارایی روش ارائه شده، مقطع بهینه دو نمونه سد بتنی وزنی محاسبه و جوابهای بدست آمده برای آنها با مقادیر واقعی و هم چنین مقادیر حاصل از الگوریتم ژنتیک مقایسه میگردد. نتایج بدست آمده از این مقایسات بیانگر کاهش معنیدار حجم بتن مصرفی در طرحهای بهینه حاصل از روش پیشنهادی نسبت به طرح واقعی سدها و طرحهای بدست آمده از الگوریتم ژنتیک است.

کلیدواژه ها:

سدهای بتنی وزنی ، بهینه سازی ، طرح بهینه ، الگوریتم انبوه اجزا ، الگوریتم ژنتیک