کالیبراسیون دریچه های کشویی و قطاعی در حالت جریان آزاد و مستغرق با استفاده از روش های الگوریتم بهینه سازی تبرید تدریجی و جامعه مورچگان
Abstract
با توجه به محدودیت منابع آبی کشور، استفاده بهینه از آن ضروری است. لذا تقسیم آب و تحویل حجمی آن نیاز به سازه-های کنترل و اندازه¬گیری دقیق جریان دارد. دریچه¬های کشویی و قطاعی جزء مهم ترین سازه¬های کنترل¬کننده جریان هستند. پس تخمین جریان از زیر این دریچه¬ها حائز اهمیت بسیار خواهد بود و جهت استفاده بهینه از این سازه¬ها نیازمند تعیین دقیق ضریب دبی عبوری از آن ها هستیم. کالیبراسیون یا واسنجی یکی از اقدامات لازم جهت نیل به این مهم می¬باشد که آن را عملیات به دست آوردن روابط جریان برای سازه موردنظر به صورت دقیق و از طریق اندازه¬گیری تعریف می¬کنند. روش¬های تبرید تدریجی و جامعه مورچگان ازجمله روش¬های بهینه¬سازی عددی با ساختار تصادفی هوشمند هستند که امروزه استفاده از آن در حل مسائل پیچیده¬ی مهندسی با توجه به قابلیت¬ها و توانایی¬های آن رو به افزایش نهاده است. الگوریتم تبرید تدریجی از فرآیند طبیعی آنیلینگ و الگوریتم جامعه مورچگان از رفتار جستجوگرانه مورچگان به سمت غذا الهام گرفته شده اند. در این پژوهش از داده¬های آزمایشگاهی دریچه کشویی و قطاعی مستقر در فلومی به طول، عرض و ارتفاع 6/12، 6/0 و 65/0 متر و با محدوده دبی 01/0-09/0 مترمکعب بر ثانیه در حالت جریان آزاد و مستغرق استفاده شده و روابط مربوط به این دریچه¬ها در هر دو حالت جریان آزاد و مستغرق با استفاده از دو الگوریتم تبرید تدریجی و جامعه مورچگان، مورد کالیبراسیون قرارگرفته است. تابع هدف ارائه شده به الگوریتم¬ها مجموع مربع اختلافات دبی بوده که مورد کمینه¬سازی قرارگرفته و بهینه¬ترین ضرایب برای دریچه کشویی در حالت جریان آزاد و مستغرق به ترتیب 686/0 و 881/0 و برای دریچه قطاعی در حالت جریان آزاد و مستغرق به ترتیب 698/0 و 938/0 به دست آمد. درنهایت شاخص¬های آماری برای 70% داده¬ها که در کالیبراسیون استفاده شده بودند و 30% باقی مانده جهت اعتبار یابی، به صورت جداگانه محاسبه گردید. همچنین با استفاده از این شاخص¬ها دقت روابط مختلف نسبت به یکدیگر و نسبت به داده¬های واسنجی و اعتبار یابی مقایسه گردید. به طورکلی نتایج نشان داد که استفاده از این روش¬ها دارای دقت بسیار خوبی جهت کالیبراسیون می¬باشد و می¬توان آن¬ها را جایگزینی برای روش¬های پرهزینه و زمان بر میدانی قرار داد.