طراحی بهینه میراگر ضربه با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای کنترل ضربه قوچ ناشی از بسته شدن ناگهانی شیر کنترل جریان

در این مقاله به طراحی بهینه میراگر ضربه پرداخته می شود. میراگر ضربه وسیله ای ابداعی توسط محققین این مقاله میباشد که در مقاله پیشین به معرفی، استخراج معادلات و کاربرد و کارایی آن در یک سیستم انتقال آب ثقلی در هنگام وقوعضربه قوچ پرداخته شد. پارامترها ی طراحی میراگر ضربه عبارتند از ابعاد اجزا آن، شامل ابعاد مخزن و لوله اتصال، مقدار جرممتحرک، سختی فنر و همچنین ضریب میرایی. برای طراحی بهینه میراگر ضربه، ابتدا یک مساله ی بهینه سازی با تابع هدفایمنی در سیستم (کمینه ی بیشینه ی و بیشینه ی کمینه هد فشار ناشی از ضربه قوچ در سیستم) تحت قیود معادلاتخطوط مشخصه و شرایط مرزی شامل خود میراگر، محدودیت های ابعاد و مقادیر جرم، سختی فنر و ضریب میرایی، به فرماستاندارد یک مساله بهینه سازی توسعه داده می شود. متغیر تصمیم مساله شامل مقادیر هد پیزومتریک گره ها و متغیر حالتمساله شامل پارامترهای طراحی میراگر ضربه می باشد. برای نشان دادن کارایی مساله بهینه سازی توسعه داده شده، از یکسیستم ساده ثقلی شامل مخزن، لوله، میراگر ضربه و شیر قطع و وصل در انتها استفاده شده است. که شیر بصورت ناگهانیبسته می شود و ضربه قوچ شدیدی در سیستم بوجود می آید نتایج در سه حالت: سیستم بدون میراگر ضربه، با میراگر ضربه وبا میراگرضربه ای که طراحی بهینه شده است با هم مقایسه می شوند. برای حل مساله بهینه سازی مذکور که از نوع مقید،غیر خطی و با متغیرهای زیاد می باشد از الگوریتم ژنتیک که یک الگوریتم کارا و شناخته شده برای حل اینگونه مسایل بهینهسازی است استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که انتخاب بهینه پارامترهای طراحی میراگر ضربه تاثیر بسزایی درکاهش فشارهای حداکثر و حداقل دارد و همچنین باعث میرایی سریع تر اضافه فشار در سیستم می شود.