بهینه سازی اقتصادی حوضچه های آرامش واگرا با مقاطع ذوزنقه ای و مستطیلی

یکی از سازه های متداول جهت استهلاک انرژی جریان های با سرعت زیاد در پایاب سازه های هیدرولیکی، حوضچه های آرامش می باشند. از میان این حوضچه ها، حوضچه های آرامش واگرا با مقاطع مستطیلی و ذوزنقه ای به دلیل عدم نیاز به سازه تبدیل در ابتدا و انتها و نیز عملکرد هیدرولیکی مناسب تر از نظر نسبت اعماق ثانویه و افت نسبی انرژی در مقایسه با حوضچه های کلاسیک، می توانند جایگزین های مناسبی باشند. هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر واگرایی دیواره های حوضچه آرامش بر مقدار هزینه های ساخت آن نسبت به حوضچه کلاسیک می باشد. برای این منظور نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده برای مقاطع مستطیلی و ذوزنقه ای با شیب های جانبی 5/1:0، 1:1 و 5/1:1، زاویه های واگرایی 3 تا 9 درجه در دامنه اعداد فرود 65/2 تا 9 مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که در حوضچه های واگرا با مقاطع مستطیلی، افزایش واگرایی دیواره ها از 4 تا 9 درجه در محدوده اعداد فرود مذکور، باعث افزایش راندمان پرش به میزان 10 تا 29 درصد و کاهش هزینه های ساخت به میزان 4 تا20 درصد نسبت به حوضچه کلاسیک می شود. همچنین نتایج خروجی مدل بهینه سازی که تابع هدف را با الگوریتم ژنتیک حل می نمود، نشان داد که مقاطع ذوزنقه ای در اعداد فرود کمتر از 4، زاویه واگرایی 3 درجه و شیب جانبی 5/1:0 دارای عملکرد بهینه از نظر ساخت می باشد. مقایسه نتایج حاکی از آن است که بتدریج با افزایش عدد فرود، در کلیه مقاطع ذوزنقه ای و زوایای واگرایی، هزینه های ساخت حوضچه به دلیل افزایش طول پرش در اثر افزایش زاویه واگرایی دیواره های حوضچه، افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

حوضچه آرامش واگرا ، راندمان پرش ، هزینه های ساخت ، الگوریتم ژنتیک