استفاده از رویکرد شبیه ساز-بهینه ساز سه هدفه برای طراحی بهینه سرریز ترکیبی پلکانی-کنگره ای با استفاده از الگوریتم بهینه سازی بهبودیافته سنجاقک

سرریزها برای عبور دادن آب مازاد مخازن سدها در کنار آن ها احداث می شوند. در بسیاری از مواقع خرابی سدها در اثر عبور آب از روی تاج، به سبب ناکافی بودن ظرفیت سرریز، اتفاق می افتد. سرریزهای کنگره ای با هندسه خاص خود توانایی افزایش دبی عبوری را نسبت به سایر سرریزها دارند. موضوع استهلاک انرژی جریان نیز امری مهم تلقی می گردد. استفاده از سرریز پلکانی سبب کاهش سرعت و انرژی آب در پنجه سرریز شده و لذا آبشستگی و خرابی در پایین دست کاهش می یابد. در مطالعه حاضر برای اولین بار به کمک الگوریتم سنجاقک بهبودیافته چارچوبی جدید برای طراحی چندهدفه سرریز ترکیبی پلکانی و کنگره ای ذوزنقه ای ارائه شده است. بدین منظور از عملگر قدم زدن های تصادفی، بجای پرواز لوی در الگوریتم سنجاقک استفاده شده است. ابتدا عملکرد الگوریتم بهبود داده شده بر روی چهار مثال محک از سری ZDT بررسی شد. از مقایسه با پاسخ های 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 شبیه سازی هیدرولیک جریان به صورت سرریز تکی و ترکیبی توسعه داده شد. نتایج صحت سنجی حاکی از خطای کمتر از ۰۳/۰ درصد بود. با اتصال مدل شبیه سازی توسعه داده شده و الگوریتم بهبود داده شده، یک مجموعه طرح بر روی جبهه پارتو سه بعدی ارائه شد. به کارگیری رویکرد پیشنهادی برای سرریز سد ساروق توانسته است حدودا دبی عبوری و استهلاک انرژی را به ترتیب ۲۵ درصد و ۸۱ درصد افزایش و حجم بتن را ۹ درصد کاهش دهد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم سنجاقک بهبودیافته ، بهینه سازی چندهدفه ، سد ساروق ، سرریز پلکانی ، سرریز کنگره ای