بهینه‌یابی هندسه سرریز کنگره‌ای مثلثی با استفاده از مدل فازی-عصبی و الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) (مطالعه موردی: سد UTE در ایالات متحده آمریکا)

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران دانشگاه سمنان

چکیده

سرریزهای کنگره‌ای گزینه‌ای مناسب برای ساختگاه­هایی هستند که در آن­ها جانمایی انواع دیگر سرریزها منجر به افزایش بار آبی قابل توجهی در سد برای عبور سیلاب طراحی می­باشد .استفاده از شکل هندسی مناسب برای سرریز به صورتی که بیش­ترین گذردهی جریان را تحت شرایط خاص هیدرولیکی همراه با کاهش هزینه ساخت داشته باشد، امری ضروری است. در این تحقیق، از قابلیت سیستم استنتاج فازی و الگوریتم تکامل تفاضلی جهت بهینه کردن هندسه سرریز و ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب استفاده گردیده است. از سیستم استنتاج فازی-عصبی ANFIS برای آموزش و ارزیابی مدل تهیه شده مبتنی بر داده­های آزمایشگاهی به منظور تعیین ضریب آبگذری سرریز بهره گرفته شده است. از الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) برای بهینه­یابی هندسه سرریز با تعریف تابع هدف کمینه­سازی حجم بتن­ریزی با ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب، استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل نشان دهنده کاهش 2/19 درصدی در هزینه­های بتن نسبت به طرح اجرا شده موجود می­باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of the Geometry of Triangular Labyrinth Spillways, Using Fuzzy-Neural System and Differential Evolution Algorithm

نویسندگان [English]

  • Khosrow Hosseini
  • Mohanna Tajnesaie
  • Ehsan Jafari Nodoushan
Faculty of Civil Engineering, University of Semnan

کلیدواژه‌ها [English]

  • Labyrinth spillway
  • Optimizqtion
  • Diffrential evolution algorithm
  • Neuro-Fuzzy systems
[1]        Falvay, H., "Hydraulic Design of Labyrinth Weirs", ASCE Press, Virginia, US, 2003.
[2]        Taylor, G., "The Performance of Labyrinth Weirs", PhD Thesis, University of Nottingham, UK, 1968.
[3]        Lux III, F. L., Hinchcliff, D., "Design and Costruction of Labyrinth Spillways", 15th International Congress on Large Dam, Paris, France, 1985, pp 249-274.
[4]        Falvey, H. T., "Hydraulic Design of Labyrinth Weirs", ASCE Press, 2002.
[5]        Tullis, J. P., Nosratollah, A., Waldron, D., "Design of Labyrinth Spillways", Journal of Hydraulic Engineering, 1995, 121 (3), 247-255.
[6]        Magalhaes, A. P., "Labyrinth Weir Spillway", 15th Congress of Icold, Lausanne, Switzerland, 1985.
[7]        Jang, J. S. R., "ANFIS: Adaptive Network Based Fuzzy Inference System", IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, 1993, 23 (3), 665-683.
[8]     انوری، ص.، "ارتقاء مدل‌های هوشمند جهت پیش‌بینی جریان رودخانه با استفاده از داده‌های توزیع مکانی اقلیمی و سطح برف"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 1387.
[9]        Nayak, P., Sudheer, K., Rangan, D., Ramasa, K., "A Neuro-Fuzzy Computing Technique for Modeling Hydrological Time Series", Journal of Hydrology, 2004, 291, 52-66.
[10]     Chang, F. J., Chang Y. T., "Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System for Prediction of Water Level in Reservoir", Advances in Water Resources, 2006, 29, 1-10.
[11]     Engelbrecht, A. P., "Computational Intelligence", 2nd Edition, John Wiley & Sons, US, 2007.
[12]      Price, K., Storn, R. M., Lampinen, J. A., "Differential Evolution a Practical Approach to Global Optimization", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005.