14090

14090

بهينه‌سازي موج‌شكن‌هاي توده سنگي با استفاده از الگوريتم ژنتيك

كارشناسي ارشد

سازه‌هاي هيدروليكي

بهمن‌ماه 1393

بهمن‌ماه 1393

دكتر عباس يگانه بختياري

عمران

چكيده بررسي مدهاي خرابي موج¬شكنها، به‌منظور تعيين شاخص سلامت و احتمال خرابي آن‌ها از اهميت خاصي برخوردار است. تعيين متغيرهاي طراحي، توصيف تابع‌هاي هزينه مرتبط با طراحي هزينه اوليه و هزينه خرابي در حين عمر طراحي مورد انتظار، براي مينيمم كردن هزينه كل به‌عنوان پايه‌اي براي اجراي تحليل بهينه موج‌شكن‌ها است. كاربرد تحليل طراحي يك موج‌شكن توده سنگي موردمطالعه خواهد بود تا يك ارزيابي كمي بر اساس هزينه ساخت صورت گيرد. براي اين كار يك مدل طراحي بهينه موج‌شكن ايجاد مي¬گردد. بهينه‌سازي هزينه ساخت موج‌شكن‌هاي توده سنگي با در نظرگيري عوامل و مدهاي خرابي با حل همزمان قيدهاي روگذري، خرابي جابجايي ديواره تاج بتني موجشكن و خرابي لايه آرمور موردبررسي قرارگرفته است. فن‌هاي بهينه‌سازي در طراحي موج‌شكن‌ها براي تسريع در فرآيند طراحي وارد مي¬شوند. ازآنجاكه ايمني در موج‌شكن‌ها مسئله بحراني براي طراحي است، دانش كامل از پتانسيل مدهاي خرابي و همين‌طور اندركنش محتمل بين آن‌ها، براي يك طراحي سازگار ضروري است. با استفاده از مقطعي از يك موج‌شكن توده سنگي، اقدام به راه‌اندازي مدل ژنتيك و بهينه‌سازي صورت گرفته در محاسبه هزينه ساخت موج‌شكن توده سنگي براي مسئله فوق شده است. بدين منظور در ابتدا متغيرهاي طراحي مسئله به تفكيك معرفي‌شده و سپس فرضيات صورت گرفته در به دست آوردن تابع هدف بهينه‌سازي كه همان هزينه ساخت موج‌شكن توده سنگي است معرفي گشته و مقدار بهينه تابع هزينه ساخت به‌دست‌آمده است. با توجه به نتايج، مشاهده گرديد كه با حل همزمان مدهاي خرابي، هزينه ساخت كمتري به دست آمد. اهميت اين تحقيق آن است كه مدل پيشنهادي بر پايه طرح بهينه و منطقي در هزينه ساخت موج‌شكن‌هاي توده سنگي باهدف حداقل كردن آن تحت الگوريتم ژنتيك بوده است. بدين منظور با استفاده از مقطع نمونه از يك موج‌شكن توده سنگي و تعيين متغيرهاي طراحي جهت بهينه‌سازي، اقدام به بررسي مدهاي خرابي روگذري، خرابي آرمور و خرابي ديواره تاجي روي موج‌شكن توده سنگي به‌صورت همزمان و وابسته به هم شد. در نظرگيري حل همزمان مدهاي خرابي و بررسي اين تأثير در ميزان كاهش هزينه ساخت موج‌شكن توده سنگي نوآوري اين تحقيق است.آنچه داراي اهميت آن است كه در مطالعات مشابه بررسي تأثير مدهاي خرابي به‌صورت مستقل در نظر گرفته‌شده است كه با واقعيت ناسازگاري دارد. به‌طور خاص تاكنون مطالعه‌اي پيرامون بهينه‌سازي هزينه ساخت موج‌شكن توده سنگي تحت الگوريتم ژنتيك صورت نگرفته است و عمده مطالعات صورت گرفته تحت مدل¬هاي عددي همچون GAMS بوده است. بنابراين اين مسئله تحقيق شد كه الگوريتم ژنتيك به دليل بررسي فضاي جستجوي بيشتر، نتايج دقيق‌تري نسبت به برنامه بهينه‌سازي همچون GAMS دارد و زودتر نيز به همگرايي در جواب‌ها مي¬رسد. واژه‌هاي كليدي: موج‌شكن توده سنگي، بهينه‌سازي، الگوريتم ژنتيك، مد خرابي