تعیین ابعاد بهینه جام پرتابی سدها با رویکرد شبیه سازی-بهینه-سازی مطالعه موردی: سد جره
Abstract
یکی از موضوعات مهم در مورد جام های پرتابی، تعیین ابعاد بهینه آن ها در راستای افزایش استهلاک انرژی جریان همراه با کاهش فشار ماکزیمم جریان برروی کف جام پرتابی می باشد. در این تحقیق، با تدوین یک متدولوژی جدید شبیه سازی-بهینه سازی بر مبنای مدل بهینه سازی 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، به گونه ای که حداکثر فشار هیدرودینامیکی برروی جام، کمینه و میزان استهلاک انرژی جت پرتابی بیشینه شود. برمبنای این متدولوژی، پس از شبیه سازی مدل فیزیکی با نرم افزار flow-3d و کالیبراسیون آن، برمبنای نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی جام پرتابی سد جره، جریان برای شعاع ها و زوایای انحراف گوناگون شبیه سازی 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 داده هایی که در مرحله آموزش از آن ها استفاده نشده بود، مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از تدوین فرامدل و اتصال آن به مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، ابعاد بهینه پرتاب کننده تعیین گردیده است. نتایج به دست آمده نشان داد که میزان استهلاک انرژی در جام پرتابی با ابعاد بهینه، پس از برخورد جت حدود 14 درصد افزایش یافته است.