کاهش حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست سرریز جام پرتابی از طریق بهینهیابی هندسه سرریز(مطالعه موردی سرریز سد مخزنی آزاد کردستان)

کارایی حوضچه پرتابی، علاوه بر کیفیت ناحیه ای که جریان با آن برخورد می کند به ارتفاع سقوط جت، زاویه پرتاب جریان آب، عمق پایاب و غلظت جت بستگی دارد. با افزایش ارتفاع سقوط جت، سرعت سقوط بیشتر و در نتیجه اندازه حرکت تخریب بیشتر خواهد بود. هرچه عمق پایاب بیشتر باشد، انرژی جت نفوذی بیشتر مستهلک خواهد شد. چناچه ناحیه برخورد ویژگی های متفاوت با آنچه در طراحی در نظر گرفته شده داشته باشد، ممکن است (پدیده آبشستگی) به وارد شدن خسارت هایی به سازه سد منجر شود. به این منظور در این تحقیق از قابلیت سیستم استنتاج فازی و الگوریتم تکامل تفاضلی جهت بهینه کردن هندسه سرریز جام پرتابی در جهت کاهش عمق آبشستگی پایین دست جت پرداخته شد. برای ساخت سیستم استنتاج فازی و سپس محاسبه عمق آبشستگی بر پایه الگوهای ورودی-خروجی در دسترس، از مدل سیستم استنتاج فازی- عصبی anfis استفاده گردید. ابتدا در مدل anfis به آموزش داده های ورودی و خروجی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی پرداخته شد است. در نهایت با به کارگیری الگوریتم تکامل تفاضلی و با استفاده از خروجی مدل anfis به بهینه یابی هندسه سرریز جامی پرتابی با تعریف تابع هدف کمینه سازی عمق حفره آبشستگی در پایین دست سرریز جام پرتابی پرداخته شد. مدل مورد نظر با طرح موجود و فرمول ورونس (1937) و میسون و آروموگام (1984) مقایسه گردید که نتایج نشان دهنده کارا و بهینه بودن مدل الگوریتم تکامل تفاضلی می‌باشد به طوری که عمق آبشستگی در مدل الگوریتم تکامل تفاضلی نسبت به طرح موجود و فرمول ورونس (1937) و میسون و آروموگام (1984) به ترتیب 1/44 ، 3/44 و 9/44 متر کاهش عمق آبشستگی را در پی دارد.

reduce the maximum scour depth downstream of flip bucket spillway through the spillway geometry optimization (study released spillway dam kurdistan)

the efficiency of the plunge pool depends not only on the quality of the area in which the flow collides, but also on the jet drop height, the water throw angle, the depth of the jet, and the concentration of the jet. by increasing the height of the jet drop, the speed will fall further, and thus as a result, the momentum will be greater. with increasing depth, intrusive jet energy will be more depreciated. if the collision area has different features with what is considered in the design, the scouring phenomenon may lead to damages to the structure of the dam. in this study, the fuzzy inference system and differential evolution algorithm to optimize the geometry of the flip bucket spillway in order to reduce scour downstream jet was used. to construct a fuzzy inference system and calculate the scour depth based on available input/output patterns, the anfis fuzzy-inductive inference system was used. anfis model was used to train input and output data using laboratory data. finally, using the differential evolution algorithm and also the anfis model output, the geometry of the flip bucket spillway has been optimized by defining the objective function for minimizing the depth of the scour hole in the downstream of the spillway. the model was compared with the existing plan and veronese (1937) and mason and arumugan (1985) formulas. the results show the efficiency and optimality of the model of the differential evolution algorithm, so that the scour depth in the model of differential evolution algorithm compared to the existing plan and the veronese formula (1937) and mason and arumugan (1985) respectively, 1.44, 3.44 and 9.44 meters, reduce the scour depth.