30589

رويكرد بهينه سازي براي طراحي شبكه بارورسازي ابرها

كارشناسي ارشد

مهندسي صنايع- مهندسي لجستيك و زنجيره تامين

1399

1402/6/29

سعيد يعقوبي

مهندسي صنايع

براساس اهميت موضوع مديريت آب و هم‌چنين با در نظر گرفتن بارورسازي ابرها به عنوان روشي نوين از دست‌يابي به آب، اين پايان‌نامه با روشي نوآورانه به ارائه مدل‌هاي رياضي بهينه‌سازي بارورسازي ابرها مي‌پردازد. در قدم اول، اين مدل‌هاي رياضي شامل ارائه مدل‌هايي براي بهينه‌سازي در تصميمات استراتژيك مربوط به مكان‌يابي تسهيلات بارورسازي و هم‌چنين برنامه‌ريزي عملياتي به منظور بهينه كردن تصميمات عملياتي است. در قدم بعدي، مدل‌ رياضي يكپارچه استراتژيك-عملياتي براي بهبود نتايج حاصل از مدل‌هاي پيشين ارائه مي‌شود. مدل يكپارچه ارائه شده با تكنيك‌هاي تصادفي، فازي و ماركوفي به‌صورت مدل غيرقطعي تصادفي-فازي-ماركوفي دو مرحله‌اي ارائه مي‌شود كه با استفاده از روش آزادسازي لاگرانژ حل خواهد شد. تمامي اين مدل‌ها در برگيرنده شرايط محيطي و جوي اعم از دما، مولفه‌هاي وزش باد و پايداري جوي، ويژگي‌هاي عملياتي تسهيلات اعم از ظرفيت و توان باروسازي، انواع تكنيك‌هاي بارورسازي اعم از زميني و هوايي، و هم‌چنين نقطه ضعف و آسيب‌پذير بارورسازي ابرها هستند تا مدل‌هايي جامع و كامل باشند. هم‌چنين در اين پايان‌نامه براي ارائه مدلسازي رياضي كارايي از مسئله بارورسازي ابرها، از الگوريتم‌هاي نوين پوشش نقطه-به-چندضلعي براي مدل كردن بارورسازي زميني و هم‌چنين پوشش خط-به-چندضلعي براي مدل كردن بارورسازي هوايي، در حوزه مسائل پيوسته پوشش استفاده مي‌شود كه علي‌رغم مدل‌هاي ياد شده، از جنبه‌هاي نوآوري اين پايان‌نامه خواهند بود. مدل‌هاي حاصل به‌صورت برنامه‌ريزي رياضي دو هدفه آميخته خطي مدلسازي مي‌شوند كه تابع هدف اول بيشينه كردن كارايي بارورسازي در پوشش مناطق پيوسته تقاضا به‌ همراه افزايش احتمال بارش است و تابع هدف دوم هزينه‌هاي كلي سيستم بارورسازي را كمينه مي‌كند. در آخر، مدل‌هاي ارائه شده بر روي حوزه ايران مورد مطالعه قرار مي‌گيرند و نتايج به همراه تحليل‌هاي مختلف ارائه مي‌شود.

1402/12/21

Optimization Approach for Cloud Seeding Network Design

9/19/2024 12:00:00 AM

Based on the fact water management subject matter and considering cloud seeding as an emerged water achieving promising technique, this thesis provides an effective and innovative optimization approach for cloud seeding. In the first step, mathematical models include providing models for optimization in strategic decisions related to the location of cloud seeding facilities as well as operational planning in order to optimize operational decisions. In the next step, an integrated strategic-operational mathematical model is presented to improve the results of previous models. The integrated model presented with stochastic, fuzzy and Markovian techniques is presented as a non-deterministic stochastic-fuzzy-Markovian two-stage model, which will be solved using the Lagrangian relaxation technique. To be comprehensive, all these models include environmental and atmospheric conditions, including temperature, wind components and atmospheric stability, operational features of facilities, including seeding capacity and capability, types of seeding techniques, including ground-based and aerial seeding, and also the weakness and vulnerability of cloud seeding. Moreover, in this thesis, to provide an efficient mathematical modeling of the cloud seeding problem, novel point-to-polygon coverage algorithms are used to model ground-based and also line-to-polygon coverage algorithm to model aerial seeding, which fall under the umbrella of continuous coverage problems. Despite the mentioned models, they will be one of the innovative aspects of this thesis. The resulting models are developed as bi-objective mixed-integer linear programming, where the first objective function is to maximize the cloud seeding efficiency in covering continuous demand areas along with increasing the probability of precipitation, and the second objective function is to minimize the system-wide costs. Finally, the presented models are studied on Iran case study and the results are presented along with various analyses.

Mohammad sadeghi

Dr. Saeed Yaghoobi