|
|
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۶، شماره ۴، صفحات ۱۷۵-۱۸۶
|
|
|
| عنوان فارسی |
تعیین ابعاد بهینه جام پرتابی سدها با رویکرد شبیه‌سازی-بهینه-سازی مطالعه موردی: سد جره |
|
| چکیده فارسی مقاله |
یکی از موضوعات مهم در مورد جام‌های پرتابی، تعیین ابعاد بهینه آن‌ها در راستای افزایش استهلاک انرژی جریان همراه با کاهش فشار ماکزیمم جریان برروی کف جام پرتابی می‌باشد. در این تحقیق، با تدوین یک متدولوژی جدید شبیه‌سازی-بهینه‌سازی بر مبنای مدل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک، مدل FLOW-3D و مدل شبکه عصبی مصنوعی، ابعاد بهینه جام پرتابی مورد استفاده در انتهای سرریز سدها تعیین گردیده است. هدف از تعیین ابعاد بهینه، محاسبه شعاع انحنا و همچنین زاویه انحراف جام پرتابی می-باشد، به‌گونه‌ای که حداکثر فشار هیدرودینامیکی برروی جام، کمینه و میزان استهلاک انرژی جت پرتابی بیشینه شود. برمبنای این متدولوژی، پس از شبیه‌سازی مدل فیزیکی با نرم‌افزار FLOW-3D و کالیبراسیون آن، برمبنای نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی جام پرتابی سد جره، جریان برای شعاع‌ها و زوایای انحراف گوناگون شبیه‌سازی گردیده است. سپس بر اساس نتایج بدست آمده، یک فرامدل با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی، آموزش داده شده و صحت آن توسط بخشی از داده‌هایی که در مرحله آموزش از آن‌ها استفاده نشده بود، مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از تدوین فرامدل و اتصال آن به مدل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک، ابعاد بهینه پرتاب‌کننده تعیین گردیده است. نتایج به‌‌دست آمده نشان داد که میزان استهلاک انرژی در جام پرتابی با ابعاد بهینه، پس از برخورد جت حدود 14 درصد افزایش یافته است. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
|
|
| عنوان انگلیسی |
Determination of optimal dimensions of flip buckets by the simulation-optimization approach Case Study: The Jareh Dam |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
Energy dissipation downstream of large dams is one of the most important concerns in the design procedure of dams. Flip buckets are employed whenever the velocity of flow at the downstream of the spillway is in excess of typically 20 m/s because of problems with stilling basins in terms of cavitation, abrasion and uplift. One of the most important issues in flip buckets is determining their optimal dimensions in order to increase the energy dissipation and reduce the maximum pressure on the surface of the flip bucket, simultaneously. Nowadays, the increasing computational power of computers to analyze complex problems, development of numerical modeling techniques and artificial intelligence models have caused them popular, in contrast with physical models which are often very time consuming and expensive. Hence, most of the researchers use these methods to analyze the complex engineering problems. In this research, by developing a new simulation-optimization methodology, the optimum dimensions of the flip bucket were determined based on the FLOW-3D model, artificial neural network (ANN) model and Genetic Algorithm (GA) models. The aim of determining the optimum dimensions is to calculate the radius of curvature and also the deflection angle of the flip bucket such that the maximum pressure on the surface of the bucket be minimum and the relative energy dissipation be maximum. Based on this methodology, in the first, the flip bucket of the Jareh dam was simulated for different radii and deflection angles using Flow-3D software. The calibration process was done in the basis of the experimental results which were obtained from the laboratory model. This laboratory model was built in the Water Research Institute of Tehran. Then, an artificial neural network (ANN) as a meta-model was trained using the maximum pressure on the surface of the bucket and the amount of energy dissipation after the impact of trajectory jet with the downstream channel bed. Then it was evaluated by the data that were not used during the training phase. The ability of this meta-model is to predict the values of the maximum pressure on the surface of the flip bucket and the amount of energy dissipation after the impact of trajectory jet with the downstream channel bed for different dimensions of flip bucket. Then by combining this neural network meta-model, with the genetic algorithm (GA) optimization model, the optimum dimensions of the mentioned flip bucket were determined. The optimum dimensions of flip bucket based on the mentioned objectives were found to be equal to the radius of 14 meters (0.28 m at physical model) and angle of 44.5 degrees. The results showed that despite the reduction of dimensions compared to the original size of flip bucket, the rate of energy dissipation has been increased (about 14% for the PMF flow). |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
|
|
| نویسندگان مقاله |
موسی عرب |
دانشگاه شیراز
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه شیراز (Shiraz university)
محمد رضا نیکو | mohammad reza
دانشگاه شیراز
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه شیراز (Shiraz university)
سید حسین افضلی | seyed hossein
رییس بخش عمران دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه شیراز (Shiraz university)
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://mcej.modares.ac.ir/article_15686_8e1b78ecbb64cc6e39ddec83ecf31b3f.pdf |
| فایل مقاله |
اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1242/article-1242-225281.pdf |
| کد مقاله (doi) |
|
| زبان مقاله منتشر شده |
fa |
| موضوعات مقاله منتشر شده |
|
| نوع مقاله منتشر شده |
|
|
|
|
برگشت به:
صفحه اول پایگاه |
نسخه مرتبط |
نشریه مرتبط |
فهرست نشریات
|