بهینه یابی تیغه های گرداب شکن در سرریز نیلوفری با استفاده از الگوریتم ‍ژنتیک

سرریز نیلوفری یکی از سازه های انتقال آب از مخزن سد به پایین دست می باشد .از جمله نقاط قوت آن امکان ساخت در دره های تنگ و در سدهای خاکی که معمولاً سرریز جدای از بدنه وجود دارد می باشد . به طور کلی در سرریز نیلوفری سرعت شعاعی و سرعت محوری وجود دارد .جریان به صورت مستقیم وارد سرریز می شود ولی در هنگام بروز پدیده گرداب وجود سرعت مماسی باعث انحراف مسیر جریان از حالت مستقیم می شود و جریان مسیر طولانی تری را می پیماید و باعث افت انرژی و کاهش ظرفیت تخلیه می شود . بنابراین یکی از راه حل ها برای جلوگیری از بروز این پدیده نصب تیغه های گرداب شکن می باشد. هر مسئله ی مهندسی ممکن است دارای چندین جواب مختلف باشد که بعضی از آنها ممکن و بعضی غیرممکن است. وظیفه ی طراحان پیدا کردن بهترین جواب ممکن از میان جواب های مختلف است. مجموعه ی جواب های ممکن فضای طراحی را شکل می دهند که باید در این فضا به جستجوی بهترین یا بهینه ترین جواب پرداخت. الگوریتم های ژنتیک یک روش جستجوی موثر در فضاهای بسیار وسیع و بزرگ است که در نهایت منجر به جهت گیری به سمت پیدا کردن یک جواب بهینه می گردد .در این الگوریتم ها باید فضای طراحی به فضای ژنتیک تبدیل شود. بنابراین الگوریتم های ژنتیک با یک سری متغیرهای کد شده کار می کنند. در این مطالعه با استفاده از الگوریتم ژنتیک و داده های آزمایشگاهی به دست آمده از در زمینه مدل سازی فیزیکی سرریز نیلوفری به بررسی و بهینه یابی تیغه های گرداب شکن پرداخته شد . داده های به دست آمده در آزمایشگاه با استفاده از آنالیز ابعادی و تشابه سازی به داده های مقیاس واقعی تبدیل شدند . داده های دبی و ارتفاع 24 و 31 متر در حالت های بدون گرداب شکن ، 3 گرداب شکن و 4 گرداب ، آب برروی سرریز های با قطر 13 شکن به عنوان جمعیت اولیه برای الگوریتم ژنتیک تعریف شدند .رابطه ضریب دبی سرریز نیلوفری به عنوان تابع هدف در الگوریتم ژنتیک تعریف شد . مناسب ترین فرمول بندی الگوریتم ژنتیک برای هر قطر سرریز تعیین شد و با استفاده از فرمول بندی های بهینه تابع هدف بهینه سازی شد . در سرریز با قطر 13 متر بهینه ترین حالت 3 عدد تیغه گرداب شکن ، در سرریز با قطر 24 متر بهینه ترین حالت 3 عدد تیغه گرداب شکن و در سرریز با قطر 31 متر نیز تعداد 4 عدد تیغه گرداب شکن بهینه ترین حالت تشخیص داده شد .