پديد آورندگان :
فرزين، سعيد دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي عمران - گروه مهندسي آب و سازه هاي هيدروليكي , كرمي، حجت دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي عمران - گروه مهندسي آب و سازه هاي هيدروليكي , وليخان اناركي، مهدي دانشگاه سمنان , احترام، محمد دانشگاه سمنان - دانشكده مهندسي عمران
كليدواژه :
كانال آبياري , بهينه سازي , الگوريتم خفاش , عدم قطعيت , احتمال سيلاب , نرم افزار لينگو
چكيده فارسي :
در پژوهش حاضر براي نخستين بار، الگوريتم فراابتكاري خفاش به منظور طراحي مقطع كانال آبياري با حداقل هزينه ساخت و لحاظ احتمال سيلاب به عنوان محدوديت و عدم قطعيت، معرفي شده است. بدين منظور، با در نظر گرفتن مقطع كانال با زبري هاي يكنواخت و مركب و همچنين ارتفاع آزاد جريان در حالات ثابت و متغير، سه مدل به صورت اول) زبري يكنواخت-ارتفاع ثابت، دوم) زيري مركب- ارتفاع ثابت و سوم) زبري مركب-ارتفاع متغير تعريف شده است. الگوريتم پيشنهادي بر اساس نتايج آناليز حساسيت براي مدل هاي اول تا سوم اجرا گرديده است. در ادامه، مقدار ضريب تغييرات و سرعت همگرايي حاصل از پانزده اجراي تصادفي الگوريتم مذكور، براي مدل هاي معرفي شده در مقدار احتمال سيلاب 0/36 مقايسه شده است. در نهايت، نتايج حاصل از الگوريتم مذكور براي مقادير مختلف احتمال سيلاب، با نتايج نرم افزار لينگو، روش هاي ضرايب لاگرانژ و برنامه ريزي متوالي و الگوريتم ازدحام ذرات مقايسه شده است. نتايج حاصل از اجراهاي تصادفي نشان داد كه مقدار ضريب تغييرات براي مدل هاي اول تا سوم به ترتيب برابر با 0/00049، 0/00019 و 0/00023 مي باشد كه قابل قبول است. همچنين هر سه مدل ، در 500 تكرار، همگرا شده اند. ديگر نتايج، حاكي از آن است كه استفاده از الگوريتم خفاش در مقايسه با روش هاي ديگر، موجب بهبود نتايج بهينه سازي تا 13/97 درصد شده است. از سوي ديگر، اين الگوريتم مقدار بهينه مطلق را نسبت به نرم افزار لينگو تا 0/51 درصد كمتر تخمين مي زند. در ميان سه مدل معرفي شده، استفاده از مدل سوم در مقايسه با مدل هاي اول و دوم، موجب صرفه جويي هزينه ساخت تا 59/60 و 53/87 درصد مي شود.
چكيده لاتين :
In the present study, for the first time, metaheuristic Bat Algorithm (BA) is proposed for design of irrigation-channel cross section with minimum construction costs and taking into account flood probability as a constraint and uncertain parameter. For this purpose, considering cross section of the channel with uniform and composite roughness and fixed and variable freeboard, three models are defined as: a) uniform roughness+ fixed freeboard, b) composite roughness+ fixed freeboard, and c) composite roughness+ variable freeboard. The proposed algorithm is implemented for the first to third models, based on the results of sensitivity analysis. Coefficient of variation and convergence speed of the 15 random runs of the mentioned algorithm is compared for 0.36 flood probability. At last, results of the mentioned algorithm for different flood probabilities have been compared with the results of Lingo software, Lagrange multiplier, sequential minimal programming and Particle Swarm Optimization Algorithm. Results of the random runs showed that coefficient of variation for the first to third models is 0.00049, 0.00019 and 0.00023, respectively, which are acceptable. Also, all three models converged after 500 iterations. Other results showed that using BA, with respect to other methods, increased optimization results up to 13.97 %. Furthermore, this algorithm estimated the global optimum up to 0.51% less than Lingo software. Among the three proposed models, using the third model saved construction costs by 59.6 and 53.87 percent, as compared to the first and second models, respectively.
