بهینه‌سازی شاخص‌های هندسی صفحه مستغرق در بستررسوبی کانال مستقیم با روش تاگوچی و GRA

چکیده- صفحات مستغرق، سازه هایی هستند که در بستر رودخانه ها و کانال ها با زاویه ای در برابر جریان نصب می‌شوند. این سازه ها معمولاً به‌صورت گروهی استفاده می شوند و کارکرد اصلی آن‌ها ایجاد جریان گردابی و تغییر الگوی جریان و بستر است. کارکرد صفحات مستغرق تحت تاثیر شاخص‌های هندسی آن‌ها است. در این پژوهش، شاخص‌های هندسی یک صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با مدل‌سازی عددی بهینه‌سازی شده است. منظور از بهینه‌سازی شاخص‌های هندسی یک صفحه در این پژوهش، تعیین هم‌زمان طول، ارتفاع و زاویه نصب صفحه در برابر جریان است، به گونه‌ای‌ که بهترین شرایط برای عمیق کردن بستر کانال ها در مقابل دهانه آب‌گیرهای جانبی و انحراف رسوبات از مقابل دهانه آب‌گیرها فراهم شود. بنابراین پس از شبیه‌سازی الگوی جریان و رسوب پیرامون یک صفحه مستغرق در بستر آبرفتی کانال مستقیم با استفاده از نرم‌افزار ssiim و واسنجی و سنجش درستی نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی، شاخص‌های هندسی موثر بر کارکرد صفحه مستغرق بررسی شده است. هر یک از شاخص‌های طول صفحه، ارتفاع صفحه و زاویه برخورد جریان با صفحه در چهار سطح تغییر انتخاب شدند و چهار تابع پاسخ نیز برای بهینه سازی درنظر گرفته شد. بهینه‌سازی شامل کمینه عمق آب‌شستگی در لبه‌های ابتدایی و انتهایی صفحه، کمینه ارتفاع رسوب‌گذاری در پایین‌دست صفحه و بیشینه حجم آب‌شستگی در پایین‌دست صفحه است. برای کاهش تعداد مطالعات، بدون این‌که در نتایج خطای زیادی وارد شود، مطالعات با روش تاگوچی طراحی شد. برای تحلیل نتایج و بهینه سازی چندین تابع پاسخ از روش gra استفاده شد. در نهایت، ترکیب بهینه شاخص‌های هندسی صفحه و نیز تاثیر هر یک از شاخص‌ها بر تابع پاسخ تعیین گردید. نتایج این تحلیل نشان داد که زاویه برخورد جریان با صفحه، بیشترین تاثیر را بر کارکرد صفحه مستغرق بر اساس توابع پاسخ مورد نظر دارد.