بررسی قابلیت کاربرد الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری در تعیین ابعاد بهینه مقطع سدهای بتنی وزنی

طراحی بهینه ابعاد سدهای بتنی وزنی با کاهش سطح مقطع سد به کاهش حجم بتن مصرفی و کاهش هزینه­های ساخت می­انجامد. به دلیل تعدد قیودات حاکم بر مساله همچون قیدهای پایداری در مقابل واژگونی و لغزش که به پیچیده شدن فضای تصمیم می­انجامد، استفاده از مدل­های بهینه­سازی فراکاوشی در طراحی بهینه سدهای بتنی وزنی گسترش یافته است. در این پژوهش برای نخستین بار قابلیت الگوریتم بهینه­سازی گرگ خاکستری در حل مساله طراحی بهینه ابعاد سد بتنی وزنی کوینا مورد بررسی قرار گرفته و ابعاد بهینه استخراجی با نتایج الگوریتم­ بهینه­سازی هوش تجمعی ذرات مقایسه شد. مقایسه نشان داد که الگوریتم گرگ خاکستری با ۵/۶۱ درصد تعداد فراخوان کم­تر نسبت به  الگوریتم هوش تجمعی ذرات، توانسته میانگین توابع هدف محاسباتی را به میزان ۲/۵ درصد بهبود بخشد. از نظر پایداری راه­حل­ها نیز انحراف معیار توابع هدف محاسبه شده با الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به الگوریتم هوش تجمعی ذرات کم­تر است. هرچند از نظر رسیدن به جواب بهینه مطلق در ده بار اجرای الگوریتم، جواب محاسبه شده توسط الگوریتم هوش تجمعی ذرات به میزان ۶/۱ درصد بهتر می­باشد. در مجموع نتایج نشان­دهنده کارآیی الگوریتم گرگ خاکستری در محاسبه ابعاد سدهای وزنی بتنی از منظر دقت و پایداری جواب ها و سرعت همگرایی می­باشد.

Keywords:

Concrete gravity dam , Optimization , Gray Wolf Algorithm , Static forces , Earthquake force , Overturning stability , Slip Stability , سد بتنی وزنی , بهینه سازی , الگوریتم گرگ خاکستری , نیروهای استاتیکی , نیروی زلزله , پایداری واژگونی , پایداری لغزشی