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

Abstract

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.