طراحی بهینه کانالهای مرکب ذوزنقه ای با استفاده از بهینه سازی غیر خطی

از گذشته تا کنون طراحی اقتصادی کانالها به عنوان مساله ای مهم بین محققان علم هیدرولیک مطرح بوده است. منظور از طراحی اقتصادی، تعیین مقطع بهینه کانال به گونه ای که هزینه ساخت کل آن مقطع حداقل شود. از طرفی دیگر در حفر کانالهای ذوزنقه ای به دلیل این که کناره ها دارای شیب هستند و با توجه به خاک محل ساخت کانال ، پایداری شیب کناره های کانال نیز دارای اهمیت می باشد. در این مطالعه ابتدا رابطه ای بین شیب کناره ها و عمق حفاری کانال پیدا می کنیم که بیانگر پایداری شیب های کناری کانال باشد. سپس از این رابطه در مدلهای بهینه سازی غیرخطی استفاده می کنیم. تابع هدف در مدلهای بهینه سازی غیرخطی که در ادامه ارائه می شود هزینه ساخت کانال(شامل هزینه حفاری و هزینه پوشش) در طول واحد کانال می باشد. دو مدل بهینه سازی غیرخطی را معرفی می کنیم که در اولی از ضریب زبری یکنواخت در معادله مانینگ استفاده می شود و در مدل دوم ضرایب زبری قسمتهای مختلف کانال ذوزنقه ای با توجه به مصالح متفاوت به کار گرفته شده در قسمتهای مختلف کانال به طور جداگانه وارد معادله مانینگ می شود. در نهایت دو مدل بهینه سازی غیرخطی برای دبی مورد نظر جهت یافتن پارامترهای هندسی کانال به گونه ای که هزینه ساخت به حداقل ممکن برسد با استفاده از تکنیک الگوریتم ژنتیک حل می شوند و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه می گردد.

کلیدواژه ها:

کانال ذوزنقه ای ، پایداری شیروانی ، هزینه ساخت کانال ، بهینه سازی غیر خطی ، الگوریتم ژنتیک