15720

15720

طراحي بهينه شبكه جمع آوري آبهاي سطحي با استفاده از روش اتوماتاي سلولي

كارشناسي ارشد

عمران

بهمن 1394

بهمن 1394

دكتر محمد هادي افشار

چكيده از آنجا كه شبكه هاي جمع آوري آب هاي سطحي، گسترده و پر هزينه هستند، بحث طراحي شبكه هاي با هزينه كمتر، در عين لحاظ كردن كليه پارامتر ها و متغيرهاي طراحي، جذابيت ويژه اي دارد و محققان بسياري سعي كرده اند با ارائه روش هاي متفاوت، به طراحي بهينه اين شبكه ها دست يابند. در اين تحقيق ضمن بررسي تاريخچه تحقيقات و تلاش هاي انجام گرفته، روش هاي متداول طراحي بهينه شبكه جمع آوري آب هاي سطحي مورد نقد و بررسي قرار گرفته و روش اتوماتاي سلولي دو مرحله اي براي طراحي بهينه هر دو نوع شبكه جمع آوري آبهاي سطحي و فاضلاب خانگي معرفي شد. در اين روش قوانين محلي CA به صورت شهودي بر اساس قضاوت مهندسي به منظور كمينه كردن تابع هدف مسئله استخراج شدند. در ادامه به منظور بهبود عملكرد اتوماتاي سلولي، الگوريتم CA تطبيقي ارائه گرديد. همچنين به منظور اثبات عملكرد روش هاي مبتني بر اتوماتاي سلولي در طراحي شبكه هاي جمع آوري آبهاي سطحي، روش الگوريتم ژنتيك (GA) و يك روش تركيبي از الگوريتم ژنتيك و اتوماتاي سلولي (GA-CA) ارائه شدند. مدل هاي بهينه سازي تهيه شده، از يك شبيه ساز قوي براي تحليل جريان هاي غير ماندگار در سيستم جمع آوري آب هاي سطحي استفاده مي كنند به طوريكه اين شبيه ساز با الگوريتم هاي بهينه ساز تبادل اطلاعاتي دارد. شبيه ساز هيدروليكي مورد استفاده، مدل مديريت سيلاب موسسه حفاظت محيطي آمريكا (نرم افزار SWMM) است كه معادلات موج سينماتيك و ديناميك را حل مي كند. به منظور بررسي عملكرد روش هاي پيشنهادي تعدادي مسئله نمونه طراحي گرديد و نتايج به دست آمده حاكي از آن بودكه تلفيق الگوريتم اتوماتاي سلولي با شبيه ساز SWMM، مجموعه اي كارآمد ايجاد كرده است كه ضمن بررسي دقيق رفتار هيدروليكي سيستم قادر به طراحي بهينه هر دو نوع شبكه جمع آوري آب هاي سطحي و فاضلاب خانگي با هزينه محاسباتي بسيار پايين است. كاربرد مدل ارائه شده در طراحي مسائل موجود نشان دهنده برتري روش اتوماتاي سلولي در كيفيت جواب ها و سرعت بالاي آن در مقايسه با ساير روش ها مي باشد. واژه‌هاي كليدي: شبكه جمع آوري آبهاي سطحي، اتوماتاي سلولي، بهينه سازي، SWMM