بهینه یابی شکل سدهای بتنی وزنی با استفاده از الگوریتم بهینه یابی فاخته و تحلیل حساسیت پارامترهای الگوریتم نسبت به شعاع تخم گذاری و تعداد حداکثر تخم های فاخته

در سالهای اخیر بهینه یابی سازه ها با هدف حداقل شدن وزن سازه ها همچنین در علوم مهندسی مورد توجه قرار گرفته است . اجرای سدهای بتنی وزنی نیز از مسائل روز مهندسی است که با توجه به ویژگی های خاص فنی ، پیچیدگی طرح و بتن ریزی حجیم بدنه سد از اهمیت بالایی در معیارهای مهندسی برخوردار است . روشهای جدیدی در بهینه یابی سازه ها توسعه یافته اند که از جمله این روشهای نوین می توان به بهینه سازی هایی که از طبیعت الهام میگیرند اشاره کرد که شمار زیادی از این الگوریتم ها در چند ده ه گذشته توسط دانشمندان و پژوهشگران با عنوان الگوریتم های فراابتکاری به دنیای علوم مهندسی معرفی شده اند. در این تحقیق به منظور بهینه یابی پارامترهای موجود در طراحی سدهای بتنی -وزنی از الگوریتم بهینه یابی فاخته استفاده شده است و تحلیل حساسیت نسبت به پارامترهای الگوریتم شامل شعاع تخم گذاری و حداکثر تخم هایی که هر فاخته می تواند بگذارد، انجام شده است . در این روش با در نظر گرفتن تمامی نیروهای وارد بر بدنه و کنترل تنش ها در سطوح بالادست و پایین دست بدنه سد، حجم بتن ریزی تا حد ممکن کاهش یافته و طرح از لحاظ اقتصادی بهینه شود با توجه به نتایج بدست آمده بهترین شعاع تخم گذاری و بهترین تعداد تخم فاخته برای بهینه کردن مقطع مورد مطالعه ، به ترتیب ۶ الی ۹ متر و ۷ عدد پیشنهاد گردید. برای نشان دادن کارایی الگوریتم بهینه یابی فاخته ، مقطع مورد بررسی توسط سه الگوریتم دیگر، یعنی الگوریتم زنبورها، الگوریتم ازدحام ذرات و الگوریتم کلونی زنبورها بهینه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که هرچند الگوریتم فاخته در رسیدن به جواب بهینه به تکرارهای زیادتری نسبت به سه الگوریتم دیگر نیاز داشت ، اما در رسیدن به جواب بهینه کلی از سه الگوریتم یاد شده عملکرد بهتری داشته است . در این مقایسه الگوریتم زنبورها ۸۱/۱ درصد، الگوریتم ازدحام ذرات ۶۹/۱ درصد، الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی ۴۹/۱ درصد و الگوریتم بهینه یابی فاخته ۳۶/۲ درصد وزن سازه را کاهش دادند که این نتایج نشان دهنده عملکرد خوب الگوریتم فاخته می باشد.نتایج بدست آمده از این مقایسات بیانگر کاهش معنی دار حجم بتن مصرفی در طرحهای بهینه حاصل از روش پیشنهادی بدست آمده از الگوریتم فاخته نسبت به طرح واقعی سدها است .

کلیدواژه ها:

سدهای بتنی وزنی ، الگوریتم های فرا ابتکاری ، بهینه یابی ، قیدهای مجاز.