شبیه سازی پارامترهای سازه ای سد بتنی دو قوسی با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی دینامیکی، مطالعه ی موردی: سد امیرکبیر کرج

سدها از مهم ترین منابع تامین کننده ی نیازهای آبی بشر در بخش های مختلف می باشند. ازاین رو بررسی مسایلی که مربوط به ایمنی سازه ی سد است، حایز اهمیت می باشد. تاکنون مدل های بسیاری جهت شبیه سازی پارامترهای مربوط به پایداری پیشنهادشده است. ازجمله ی این مدل ها شبکه عصبی مصنوعی می باشد که به طور وسیع در قرن اخیر مورداستفاده قرارگرفته است. ساختار شبکه عصبی مصنوعی الهام گرفته از مغز انسان و نرون های زیستی است و ارتباط بین نرون ها عملکرد شبکه را تعیین می کند. در این مطالعه، ابتدا به تحلیل استاتیکی خطی سازه ی سد بتنی دو قوسی امیرکبیر کرج در نرم افزار ABAQUS تحت بارهای وارده به بدنه-ی سد همچون نیروهای هیدوراستاتیکی آب، بار ناشی از وزن سد و بارهای ناشی از تغییرات دما پرداخته شده است. سپس جهت شبیه سازی خروجی های به دست آمده از این تحلیل از شبکه عصبی مصنوعی دینامیکی در فضای برنامه نویسی MATLAB بهره گرفته شده است. عملکرد شبکه عصبی با استفاده از ساختارهای دولایه و سه لایه شبکه برای 4 نوع خروجی استخراج شده از نرم افزار ABAQUS تنش اصلی حداکثر، جابه جایی حداکثر در بدنه ی سد، جابه جایی در نقطه مرکزی تاج سد موردبررسی قرارگرفته است. هدف این مطالعه، بررسی کارآمدی شبکه های عصبی مصنوعی در پیش بینی پارامترهای سازه ای سد نظیر جابه جایی و تنش است. معیار انتخاب بهترین ساختار برای شبکه عصبی بین حالت های دولایه و سه لایه کمترین مقدار خطای RMSE است. کمترین مقادیر این ضریب به ترتیب برای چهار خروجی نام برده شده در حالت دولایه 012/0، 088/0، 000008/0 و 09/0 و برای حالت سه لایه 022/0، 079/0، 0000081/0 و 043/0 به دست آمده است. با توجه به مقادیر فوق می توان فهمید که اختلاف چندانی بین دو حالت سه لایه و دولایه وجود ندارد و عملکرد مدل در هر دو حالت مناسب بوده است. برای ارزیابی کارایی مدل شبکه عصبی داده های شبیه سازی شده با مقادیر واقعی آن در سه بخش آموزش و آزمون و صحت سنجی مقایسه شده اند. نتایج برآمده از این تحقیق نشان دهنده –ی کارایی مناسب شبکه عصبی مصنوعی دینامیکی به عنوان روشی برتر برای شبیه سازی پارامترهای پایداری همراه با کاهش زمان محاسبات است.

Keywords:

سدهای بتنی دو قوسی , تحلیل استاتیکی خطی , شبیه سازی , شبکه عصبی مصنوعی دینامیکی