بررسی ضریب گذردهی سرریزهای کنگره ای به روش cfd و بهینه سازی هندسه سرریز با استفاده از مدل فازی-عصبی و الگوریتم ژنتیک

سرریزهای کنگره ای از دیواره های متصل به یکدیگر تشکیل شده اند که در پلان بصورت ذوزنقه ای، مثلثی و غیره دیده می شوند. این سرریزها دارای تاج غیر خطی بوده و در یک عرض معین، نسبت به سرریزهای با تاج مستقیم در یک ارتفاع مشابه، دبی عبوری از این سرریزها بیشتر از سرریز مستقیم خواهد بود. لذا تحت بارهای هیدرولیکی کم و نیاز به مکان کمتر در پلان نسبت به انواع دیگر سرریزها، سازه هایی اقتصادی محسوب می شوند که کاربرد آن ها از جنبه های مختلف در حال توسعه می باشد. در این پایان نامه، ابتدا به کمک نرم افزارflow-3d به بررسی ضریب گذردهی جریان سرریزهای کنگره ای به روش cfd پرداخته شده است. جهت صحت سنجی مدل از داده های آزمایشگاهی تولیس وامانیان (1995) استفاده شد که نتایج مدل انطباق بسیار مناسبی با نتایج داده های آزمایشگاهی داشت. در این تحقیق به طراحی مدل سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با تغییر زاویه دیواره در امتداد جریان و تغییر طول دماغه پرداخته شد. با گذراندن دبی های مختلف از روی سرریز، بررسی بر روی تغییرات ضریب گذردهی جریان انجام گرفت و نشان داده شد که با افزایش طول دماغه و زاویه دیواره سرریز در امتداد جریان ضریب گذردهی جریان افزایش یافته است که این امر به علت کاهش تداخل لایه ها جریان می باشد. همچنین اثرات شکل ، ضخامت، ارتفاع و شیب بالادست و پایین دست مقطع تاج سرریز کنگره ای مثلثی بر روی ضریب گذردهی جریان مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که مقطع تاج نیم دایره ای شکل بیشترین ضریب گذردهی را دارد. همچنین کاهش ضخامت، افزایش ارتفاع و افزایش شیب پایین دست مقطع تاج سرریز منجر به افزایش ضریب گذردهی جریان می گردد. با توجه به مزایای استفاده از سرریز های کنگره ای استفاده از بهینه ترین شکل هندسی که بیشترین گذردهی جریان را تحت شرایط خاص هیدرولیکی همراه با کاهش هزینه ساخت را داشته باشد امری ضروری است. به این منظور از قابلیت سیستم استنتاج فازی- عصبی و الگوریتم ژنتیک جهت بهینه کردن هندسه سرریزکنگره ای مثلثی و ذوزنقه ای و ارضای شرایط هیدرولیکی مناسب استفاده گردید. نتایج به دست آمده از بهینه سازی هندسه سرریز نشان می دهد که طرح بهینه ی جایگزین ظرفیت عبوری یکسان دارد و به میزان 95/11% و 34/13% به ترتیب برای سرریز کنگره ای مثلثی و ذوزنقه ای صرفه جویی در هزینه هایی اجرایی را شامل می گردد.