توسعه مدل شبیه ساز-بهینه ساز دو هدفه برای طراحی بهینه ابعاد هندسی و شیب سرریز پلکانی سد سیاه بیشه بالا با استفاده از الگوریتم NSGA-II

به منظور عبور ایمن جریان سیلاب از بالادست به پایین دست سدها از سازه سرریز استفاده می شود. در بین انواع سرریز، در سرریزهای پلکانی جریان حین عبور از روی سازه نیز مستهلک می گردد. این امر موجب کاهش هزینه تاسیسات مستهلک کننده انرژی در پایین دست آن مانند حوضچه آرامش خواهد شد. علاوه بر استهلاک انرژی، عامل تاثیرگذار دیگر در طراحی سرریز پلکانی که در تحقیقات انجام شده کمتر بدان پرداخته شده است، حجم و هزینه سرریز پلکانی می باشد. بهترین حالت طراحی سرریز پلکانی آنست که انرژی باقیمانده حداقل و حجم و هزینه اجرای سرریز نیز حداقل گردد. بنابراین طراحی سرریزهای پلکانی یک مساله بهینه سازی چندهدفه است. در تحقیق حاضر از یک مدل شبیه ساز-بهینه ساز دوهدفه مبتنی بر الگوریتم NSGA-II به منظور رسیدن به کمترین انرژی باقی مانده در پنجه سرریز و حصول کمترین حجم سرریز استفاده شد. نتایج حاصله بیانگر آن بود که با افزایش ارتفاع نسبی پله های سرریز، مقدار انرژی باقیمانده در پنجه سرریز ابتدا افزایش و بعد از رسیدن به یک نقطه اوج، کاهش می یابد تا به یک مقدار ثابت برسد. از منظر حجم و هزینه سرریز نیز، با افزایش ارتفاع نسبی پله های سرریز، حجم آن بصورت تابع خطی افزایش و با افزایش زاویه سرریز حجم آن کاهش می یابد. نتایج بهینه سازی چند هدفه نشان داد که در طرحی فعلی سرریز سد سیاه بیشه بالا، هم معیار انرژی باقیمانده و هم معیار هزینه و حجم سرریز به­خوبی لحاظ گردیده اند. بطوری که ۷/۸۳ درصد انرژی جریان عبوری از روی سرریز مستهلک می شود.

کلیدواژه ها:

الگوریتم NSGA-II ، بهینه سازی دوهدفه ، سد ساه بیشه بالا ، سرریز پلکانی ، مدل شبیه ساز - بهینه ساز