بهینه سازی چندهدفه سرریزهای پلکانی در جهت کاهش هزینه های طراحی و بیشینه کردن استهلاک انرژی (مطالعه موردی: سرریز سد مخزنی ساروق)

در دهه های اخیر، با پیشرفت علوم کامپیوتری و تکنولوژی های نوین، طراحی و بهره برداری بهینه سرریزهای پلکانی مورد توجه فراوان مهندسین و طراحان هیدرولیک قرار گرفته است. بسیاری از مطالعات با هدف افزایش میزان استهلاک انرژی بر روی این سرریزها صورت گرفته است. در این سرریزها، پله ها نقش موثری در کاهش انرژی جریان دارند. در مقاله حاضر، به منظور دستیابی به یک مدل استوار در طراحی چند منظوره سرریزهای پلکانی با در نظر گرفتن هزینه های ساخت و ساز و استهلاک انرژی، یکی از الگوریتم های بهینه سازی فراکاوشی تحت عنوان، الگوریتم سنجاقک بهبود داده شده است. سپس از مدل توسعه داده شده برای طراحی سرریز سد ساروق استفاده شد. بررسی نتایج به دست آمده از طرح بهینه سرریز در فاز اول تحقیق، حاکی از افزایش میزان استهلاک انرژی به ازای دبی های ۴۲۲، ۵۶۰.۲ و ۷۷۶.۹ مترمکعب بر ثانیه، به ترتیب برابر ۸۱، ۵۹ و ۷۳ درصد در مقایسه با طرح موجود بود. همچنین میزان افزایش حجم طرح سرریز نیز به ازای افزایش استهلاک انرژی برای دبی های مذکور به ترتیب در حدود ۲۴، ۳۵ و ۳۸ درصد بوده است. در فاز دوم مطالعه نیز استفاده از رویکرد بهینه سازی چند هدفه، منجر به ارائه مجموعه ای از طرح های بهینه سرریز به صورت نمودار پارتو نمودار پارتو گردید. مقایسه عملکرد الگوریتم سنجاقک بهبود داده شده با نسخه اصلی آن و الگوریتم های ژنتیک چندهدفه و اجتماع ذرات چند هدفه، حاکی از دقت و سرعت بالای الگوریتم پیشنهادی در طراحی سریزهای پلکانی بود.

کلیدواژه ها:

سرریزهای پلکانی ، بهینه سازی چندهدفه ، استهلاک انرژی ، الگوریتم بهینه سازی سنجاقک