بهينه‌يابي هندسه سرريز كنگره‌اي ذوزنقه‌اي با استفاده از مدل فازي- عصبي و الگوريتم ژنتيك (مطالعه موردي سد Uteدر ايالات متحده آمريكا) (يادداشت پژوهشي)

Optimization of Geometry of trapezoidallabyrinth Spillway with using ANFIS Models and Genetic Algorithms (Ute Dam Case Study in the United States of America)

سرريزهاي كنگره‌اي به‌عنوان گزينه‌اي مناسب براي اصلاح سرريزهايي كه براي عبور دبي ماكزيمم محتمل با مشكل روبه‌رو هستند مطرح مي‌شوند. از مزاياي اين نوع سرريزها مي‌توان به بالا بودن ظرفيت سرريز، هوادهي آسان جريان و پايين بودن نوسانات سطح آب در آستانه‌ي عبوري جريان از روي سرريز اشاره كرد. بنابراين، استفاده از بهينه‌ترين شكل هندسي كه بيش‌ترين گذردهي جريان تحت شرايط خاص هيدروليكي همراه با كاهش هزينه‌ي ساخت را داشته باشد امري ضروري است. به اين منظور در اين تحقيق از قابليت سيستم استنتاج فازي و الگوريتم ژنتيك براي بهينه كردن هندسه‌ي سرريز و ارضاي شرايط هيدروليكي مناسب استفاده گرديد. براي ساخت سيستم استنتاج فازي و سپس محاسبه‌ي ضريب گذردهي جريان بر پايه‌ي الگوهاي ورودي- خروجي در دست‌رس، از مدل سيستم استنتاج فازي-عصبي ANFIS استفاده گرديد. در اين بخش در مدل ANFIS به آموزش داده‌هاي ورودي زاويه‌ي ديواره‌ي سرريز در امتداد جريان(?)، طول دماغه (A) و نسبت ارتفاع كل آب به ارتفاع سرريز(H_t/p) و خروجي ضريب گذردهي جريانCd با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي موجود پرداخته شد. در نهايت با به‌كارگيري الگوريتم ژنتيك و با استفاده از خروجي مدل ANFIS به بهينه يابي هندسه‌ي سرريز با تعريف تابع هدف كمينه‌ي سازي هزينه‌هاي (حجم بتن‌ريزي) سرريز با ارضاي شرايط هيدروليكي مناسب پرداخته شد.

Labyrinth spillway is an appropriate option to pass PMF discharge. The most advantages of this type of spillway are higher discharge capacity, easy aeration as well as low fluctuations of flow surface. It is essential to find the optimum geometry considering the maximum passing discharge under specific hydraulic conditions with minimum construction cost. In this study, fuzzy inference system (FIS) and genetic algorithm (GA) were used to optimize the spillwayʹs geometry and satisfy the hydraulic conditions. Applying FIS to evaluate coefficient based on available input - output pattern, ANFIS was employed. Finally, based on GA and ANFIS model output a cost function was defined to minimize the expense under appropriate hydraulic condition.