مقایسه عملکرد الگوریتم ‌های تکاملی wca و iwo در بهینه ‌سازی چند هدفه سرریزهای کنگره‌ای ذورنقه‌ای

با توجه به اهمیت طراحی سرریز سدها جهت ارائه ابعاد بهینه با حفظ عملکرد مطلوب آنها، رویکردی بر مبنای بهینه‌یابی دو هدفه سرریزهای کنگره‌ای ذوزنقه‌ای با بهره‌گیری از الگوریتم‌های علف‌های هرز (iwo) و چرخه آب (wca) پیشنهاد گردید. در طراحی سرریزهای کنگره‌ای حالت بهینه دست‌یابی به طرحی با بیشینه دبی عبوری از روی سرریز (راندمان) برای مواقع سیلابی و کم‌ترین حجم سرریز که بیانگر کمینه مقدار بتن ریزی و هزینه ساخت است، می‌باشد. در این راستا، کارآیی دو الگوریتم بر روی سرریز کنگره‌ای سد ute مورد بررسی قرار گرفته و سه سناریو مختلف برای ارزیابی تاثیر پارامترهای مختلف بر نتایج بهینه‌سازی مورد توجه قرار گرفت. مقدار پارامتر gd برای الگوریتم iwo نسبت به الگوریتم wca کمتر است، از سویی دیگر الگوریتم wca دارای بیش‌ترین مقدار انحراف از معیار و میانگین تکرارها بر اساس معیار gd می‌باشد؛ که این امر نشان می‌دهد الگوریتم iwo از دقت بالایی برخوردار است. مطابق معیار s نیز، مقدار میانگین در iwo، 0.102 و در wca برابر 0.367 می‌باشد، لذا در مجموع الگوریتم iwo دقت و سرعت همگرایی بهتری نسبت به الگوریتم wca در حل مسئله بهینه‌‌سازی چندهدفه سرریزهای کنگره ای دارد. استفاده از رویکرد بهینه‌سازی چند هدفه می‌تواند مجموعه‌ای از پاسخ‌ها را در اختیار طراحان قرار دهد که بتوانند در هر شرایطی بسته به میزان هزینه و راندمان مورد نظر طرح مناسبی برای اجرا انتخاب نمایند. در ارزیابی سناریوهای پیشنهادی، سناریو سه با بررسی مقدار بهینه برای پارامترهای بیشتری، جواب های بهینه بهتری نسبت به سناریو دو ارائه می‌دهد؛ در نتیجه پارامتر‌های ضریب گذردهی جریان و ضخامت دیوار تاثیر بسزایی در بهینه‌سازی سرریز کنگره‌ای دارند. در بررسی تمامی سناریوها نیز معلوم گردید با کاهش مقدار پارامترهای طول کفبند، طول هر سیکل از سرریز و طول کل تاج هزینه ساخت سرریز کاهش می‌یابد، این در حالی است که افزایش زاویه دیواره α نتایج مشابهی را حاصل می‌ کند.

comparing the performance of wca and iwo evolutionary algorithms in multi-objective optimization of trapezoidal labyrinth spillways

considering the importance of designing the dam spillways in order to provide optimal dimensions while maintaining their optimal performance, an approach using weed algorithms (iwo) and water cycle (wca) suggested to multi objective optimization of the trapezoidal labyrinth spillways. in designing the labyrinth spillways, the optimal model is to achieve a model with the highest possible flow passing through the spillway (efficiency) during flood times and the smallest possible volume, which represents the least amount of concreting and construction costs. in this regard, the effectiveness of two algorithms on the labyrinth spillway of the ute dam investigated, and three different scenarios considered to evaluate the effect of different parameters on the results of optimization. the gd’s value for the iwo algorithm is lower than the wca ones; on the other hand, the wca algorithm has the most value of standard deviation and average repetition based on the gd criteria. this shows that iwo algorithm has high accuracy. based on the s criteria, the average value in iwo equals 0.102 and in wca is 0.367, so, regarding to the criteria’s values, iwa algorithm has more accuracy and convergence ratio comparing to the wca algorithm in multi objective optimization of the labyrinth spillways. applying the multi objective optimization method can provide a set of optimized answers for designers so that they would be able to select a suitable design in every condition and based on the defined values of costs and efficiency. in evaluating the proposed scenarios, the third one provides better optimal solutions than the second scenario by examining the optimal value for more variables. as a result, the variables of the discharge coefficient and the wall thickness have a significant effect on the optimization of the labyrinth spillways. in analyzing all of the scenarios it was revealed that reducing the value of the leg of labyrinth weir, lead to decrease the value of weir’s effective length, the total length of the crest and also the cost of the weir construction. however increasing the angle of α provides similar results.