طراحی بهینه سرریز های پلکانی جهت حداکثر سازی استهلاک انرژی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در این تحقیق عرض و ارتفاع پله­ها و همچنین شیب و ارتفاع سرریز به عنوان پارامتر متغیر در نظر گرفته شد و سعی گردید روشی جامع برای طراحی بهینه سرریزهای پلکانی ارائه شود. بدین منظور یک برنامه کلی در محیط برنامه نویسی Matlab نوشته شد. در این برنامه، برای بهینه­سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شد. یک سرریز پلکانی با ابعاد بهینه، به جای سرریز صاف سد مخزنی ساروق واقع در استان آذربایجان غربی طراحی گردید. نتایج نشان داد که سرریز پلکانی منجر به افزایش استهلاک انرژی و کاهش ابعاد مستهلک کننده انرژی در پایین دست گردیده است. همچنین به ازای دبی ثابت و شیب­های مختلف، تغییرات ارتفاع بهینه پله­ها نامحسوس بوده است. تحلیل حساسیت تابع هدف نشان داد که استهلاک نسبی انرژی بر روی سرریز پلکانی به ازای دبی ثابت، مستقل از ارتفاع بهینه پله­ها بوده و با افزایش شیب سرریز کاهش می­یابد. همچنین به ازای شیب­های ثابت، افزایش دبی جریان منجر به کاهش استهلاک نسبی انرژی و افزایش ارتفاع بهینه پله­ها می­شود. نتایج نشان می­دهند که به ازای شیب ۳/۱۱ درصد و دبی جریان  ۴۲۲  متر مکعب بر ثانیه، ارتفاع مناسب پله­ها ۶/۱ متر و استهلاک نسبی انرژی ۴/۶۰ درصد بدست می­آید. به ازای همان شیب ولی دبی جریان  ۹/۷۷۶  متر مکعب بر ثانیه (دبی طرح)، ارتفاع مناسب پله­ها ۲۵/۲ متر و استهلاک نسبی انرژی ۷/۴۳ درصد بدست می­آید.

Keywords:

استهلاک انرژی , الگوریتم ژنتیک , بهینه سازی , سرریز پلکانی , Matlab