بهینه‌یابی هندسه سرریز کنگره‌ای ذوزنقه‌ای با استفاده از مدل فازی- عصبی و الگوریتم ژنتیک (مطالعه موردی سد Uteدر ایالات متحده آمریکا)

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

• مهدی اژدری مقدم
• احسان جعفری ندوشن

دانشگاه سیستان و بلوچستان

10.22067/civil.v24i2.28899

چکیده

سرریزهای کنگره‌ای به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور دبی ماکزیمم محتمل با مشکل روبه‌رو هستند مطرح می‌شوند. از مزایای این نوع سرریزها می‌توان به بالا بودن ظرفیت سرریز، هوادهی آسان جریان و پایین بودن نوسانات سطح آب در آستانه‌ی عبوری جریان از روی سرریز اشاره کرد. بنابراین، استفاده از بهینه‌ترین شکل هندسی که بیش‌ترین گذردهی جریان تحت شرایط خاص هیدرولیکی همراه با کاهش هزینه‌ی ساخت را داشته باشد امری ضروری است. به این منظور در این تحقیق از قابلیت سیستم استنتاج فازی و الگوریتم ژنتیک برای بهینه کردن هندسه‌ی سرریز و ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب استفاده گردید. برای ساخت سیستم استنتاج فازی و سپس محاسبه‌ی ضریب گذردهی جریان بر پایه‌ی الگوهای ورودی- خروجی در دست‌رس، از مدل سیستم استنتاج فازی-عصبی ANFIS استفاده گردید. در این بخش در مدل ANFIS به آموزش داده‌های ورودی زاویه‌ی دیواره‌ی سرریز در امتداد جریان(α)، طول دماغه (A) و نسبت ارتفاع کل آب به ارتفاع سرریز(H_t/p) و خروجی ضریب گذردهی جریانCd با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی موجود پرداخته شد. در نهایت با به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک و با استفاده از خروجی مدل ANFIS به بهینه یابی هندسه‌ی سرریز با تعریف تابع هدف کمینه‌ی سازی هزینه‌های (حجم بتن‌ریزی) سرریز با ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب پرداخته شد.

کلیدواژه‌ها

• سرریز کنگره‌ای ذوزنقه‌ای
• بهینه‌یابی هندسه‌ی سرریز
• مدل فازی- عصبی
• الگوریتم ژنتیک

---

عنوان مقاله [English]

Optimization of Geometry of trapezoidallabyrinth Spillway with using ANFIS Models and Genetic Algorithms (Ute Dam Case Study in the United States of America)

نویسندگان [English]

• mehdi Azhdary Moghaddam
• ahsan jafari nodoushan

چکیده [English]

Labyrinth spillway is an appropriate option to pass PMF discharge. The most advantages of this type of spillway are higher discharge capacity, easy aeration as well as low fluctuations of flow surface. It is essential to find the optimum geometry considering the maximum passing discharge under specific hydraulic conditions with minimum construction cost. In this study, fuzzy inference system (FIS) and genetic algorithm (GA) were used to optimize the spillway's geometry and satisfy the hydraulic conditions. Applying FIS to evaluate coefficient based on available input - output pattern, ANFIS was employed. Finally, based on GA and ANFIS model output a cost function was defined to minimize the expense under appropriate hydraulic condition.

کلیدواژه‌ها [English]

• Trapezoidal Labyrinth Spillway
• Optimization of Spillway Geometry
• ANFIS
• Genetic Algorithms