طراحی بهینه مقاطع کانال های روباز با در نظر گرفتن ارتفاع آزاد به روش ضرایب لاگرانژ

طراحی بهینه کانال های روباز با رویکرد کمینه کردن هزینه ی ساخت آنها یکی از مسائل مهم در طراحی سامانه های انتقال آب می باشد. از طرفی روش ضرایب لاگرانژ یکی از روشهای ساده و با کارآیی بالا برای حل مسائل بهینه سازی غیر خطی است. در این مقاله با استفاده از روش ضرایب لاگرانژ، روابط صریحی برای محاسبه ی مقادیر بهینه ابعاد مقاطع عرضی کانال های روباز به دست آمده است. جهت نشان دادن کارآیی روش پیشنهادی، ابعاد بهینه شده برای چهار نوع مقطع شامل مقاطع مثلثی، مستطیلی، مستطیلی گرد گوشه و ذوزنقه ای محاسبه گردیده است. همچنین تحلیل حساسیت مقادیر ابعاد بهینه محاسبه شده نسبت به تغییرات دبی، شیب طولی کانال، ضریب زبری مانینگ، r/y (شعاع در مقطع مستطیلی گردگوشه نسبت به عمق جریان) و شیب جداره های کانال در مقطع ذوزنقه ای انجام شده است.

Keywords:

بهینه سازی , مقطع عرضی , کانال باز , روش ضرایب لاگرانژ