بهینه‌سازی چندهدفه سرریز پلکانی با استفاده از الگوریتم‌های چرخه آب (wca) و علف هرز (iwo) (مطالعه موردی: سد سیاه‌بیشه پائین)

سرریزهای پلکانی به جهت عملکرد همزمان در انتقال و استهلاک انرژی، امروزه مورد توجه ویژه قرار گرفته‌اند. در طراحی این سرریزها بهترین حالت، دست‌یابی به طرحی با بیش‌ترین مقدار استهلاک انرژی در پایین‌دست و کم‌ترین هزینه طراحی می‌باشد. در این مطالعه، از مدل بهینه‌سازی چندهدفه بر مبنای الگوریتم‌های علف‌های هرز (iwo) و چرخه آب (wca) برای طراحی سرریزهای پلکانی با اهداف کمینه نمودن هزینه‌های اجرا و بیشینه نمودن میزان استهلاک انرژی استفاده شده است. در این راستا، کارآیی دو الگوریتم بر روی سرریز سد سیاه بیشه پائین مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پژوهش نشان داد الگوریتم iwo دقت و سرعت همگرایی بهتری نسبت به الگوریتم wca در حل مسئله بهینه‌‌سازی چندهدفه سرریزهای پلکانی دارد. همچنین مشخص گردید استفاده از رویکرد بهینه‌سازی چندهدفه می‌تواند مجموعه‌ای از پاسخ‌ها را در اختیار طراحان قرار دهد که بتوانند در هر شرایطی بسته به میزان هزینه و استهلاک انرژی مورد نظر طرح مناسبی برای اجرا انتخاب نمایند. مقایسه بین پاسخ‌های با کمترین حجم بتن ریزی ارائه شده توسط iwo در مقایسه با طرح اجرا شده سرریز، 20 درصد حجم بتن ریزی را کاهش و 12 درصد میزان استهلاک انرژی را افزایش داده است. همچنین برای wca، حجم بتن‌ریزی را 10 درصد کاهش و استهلاک انرژی را 4/89 درصد افزایش داده است.

using water cycle (wca) and weed (iwo) algorithms to multipurpose optimization spillways of (case study: down siah bisheh dam)

stepped spillways have received special attention today for their simultaneous operation in energy transfer and dissipation. in designing these spillways, the best way is to achieve a design with the highest amount of energy dissipation in the downstream and the lowest design cost. in this study, a multi objective optimization model based on weed algorithms (iwo) and water cycle (wca) is used to design stepped spillways with the aim of minimizing implementation costs and maximizing energy dissipation. the efficiency of the developed model was tested on the spillway of the down siah bisheh dam. the results showed that the iwo algorithm has better accuracy and convergence speed than the wca algorithm in solving the problem of multi objective stepped spillway optimization. it was also found that using a multi objective optimization approach can provide a set of answers to designers who can choose a suitable design for implementation in any situation depending on the amount of cost and energy consumption. comparison between the responses with the lowest concreting volume provided by the iwo compared to the spillway plan implemented, reduced the concreting volume by 20% and increased the energy dissipation by 12%. for the wca, it also reduced the volume of concreting by 10 percent and increased energy dissipation by 4.89 percent.