تعیین مقدار بهینه ارتفاع و موقعیت بلوک‌های آرام کننده با استفاده از مطالعات طراحی شده با روش‌های تاگوچی و فاکتوریل کامل

Abstract

اگر متغیرهای زیادی که سطوح متعددی دارند در بررسی یک پدیده هیدرولیکی مؤثر باشند، یافتن ترکیب بهینه از طریق بررسی فاکتوریل کامل ترکیبات بسیار وقت­گیر و پرهزینه می­باشد. در بسیاری از علوم دیگر به جای روش فاکتوریل کامل، از روش تاگوچی برای طراحی مطالعات استفاده می­شود. روش تاگوچی از ترکیبات فاکتوریلی جزئی بهره می­برد و ضمن کاهش تعداد آزمایش‌ها، مقایسه موزون تمام متغیرها را تضمین می­کند. این روش در مطالعات هیدرولیکی کمتر مورد توجه بوده است. لذا در پژوهش حاضر به مقایسه نتایج مطالعات طراحی شده با روش­های تاگوچی و فاکتوریل کامل در تأثیر پارامترهای ارتفاع و موقعیت بلوک‌های آرام کننده جریان در شرایط هیدرولیکی مختلف به منظور کنترل آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش پرداخته شده است. از نتایج آزمایشگاهی Fahmy Abdelhaleem (2013) استفاده شده است. هدف از این کار بررسی این مسئله است که آیا با استفاده از روش تاگوچی و کم نمودن تعداد آزمایش‌ها می­توان نتایج نزدیک به نتایج مربوط به انجام تمام آزمایش‌های طراحی شده با روش فاکتوریل کامل را حاصل نمود. اگر پاسخ مثبت باشد، چه مقدار خطا در نتایج وارد خواهد شد، از طرفی مقدار بهینه بدست آمده برای هر متغیر تا چه حد قابل اتکاست. همچنین مقدار صرفه­ جویی مالی و زمانی ناشی از کاربرد روش تاگوچی در یک پدیده هیدرولیکی چقدر است. بنابراین ضمن تحلیل نتایج آزمایشگاهی، سطوح بهینه متغیرهایی که از طراحی مطالعات با روش تاگوچی بدست آمده با نتایج بدست آمده از روش فاکتوریل کامل از جنبه‌های مختلف مقایسه شده است. نتایج نشان داد روش تاگوچی به جای 80 آزمایش، با استفاده از 25 آزمایش، با دقت خوب و نزدیک به نتایج طرح فاکتوریل کامل، ترکیب بهینه پارامتر­های مؤثر بر پدیده را پیش‌بینی نموده و منجر به صرفه‌جویی بیش از 70 درصد در زمان کل انجام آزمایش‌ها شده است. از طرفی مقدار عمق آبشستگی نسبی پایین‌دست با ترکیب بهینه پیش­بینی شده با روش­های تاگوچی و فاکتوریل کامل به ترتیب 119/0 و 122/0 بوده است.