طراحی بهینه مقطع کانال باز ذوزنقه ای با در نظر گرفتن ارتفاع آزاد پوشش به عنوان یک متغیر طراحی

در این تحقیق برای اولین بار در نه بهینه سازی مقطع عرضی کانال های باز علاوه بر ارتفاع آزاد کل، ارتفاع آزاد پوشش نیز به عنوان یک متغیر طراحی در نظر گرفته شده است. هدف نخست کمینه سازی هزینه خاکبرداری و هزینه پوشش کانال بوده است و هدف دوم کمینه سازی احتمال سرریز از مقطع عرضی آن می باشد، معادله مانینگ جریان نیز به عنوان قید در نظر گرفته شده است. به دلیل احتمالی بودن هدف دوم، مدل ها در دسته بهینه سازی های احتمالی قرار گرفته اند، بنابراین با مشتق گیری از معادله مانینگ نسبت به متغیرهای تصادفی به فرم قطعی و تک هدفه تبدیل شده اند. نتایج حل مدل ها با نرم افزار Wolfram Mathematica برای یک مثال عددی نشان داد که در هر دو مدل بهینه سازی برای احتمال سرریز کم، هزینه کل بیشتر بوده و با افزایش احتمال سرریز از ?/??? تا ?/?، متغیرهای قیمت کل و همینطور عرض کف کانال، ارتفاع آزاد کل و ارتفاع آزاد پوشش کاهش پیدا کرده است و از سوی دیگر عمق جریان در کانال و شیب های جانبی افزایش یافته اند. به طور کلی در نظر گرفتن ارتفاع آزاد پوشش در کانال باز، مقطع بهینه با هزینه کل کمتری را ایجاد کرده است. این نتایج در قالب جداول و نمودار احتمال سرریز – قیمت نشان داده شده است.

کلیدواژه ها:

احتمال سرریز ، غیرخطی ، تک هدفه ، مانینگ ، خاکبرداری