پژوهش آب ایران

چکیده در این پژوهش، عملکرد سه الگوریتم تکاملی چندهدفه NSGA-II، ‏AGE-MOEA و MOEA/D برای بهینه‌سازی شبکه‌های توزیع آب با هدف همزمان کمینه‌سازی هزینه و انحراف فشار ارزیابی شده است. نتایج بر روی شبکه‌های بنچ‌مارک هانوی و بالرما نشان می‌دهد که AGE-MOEA از نظر شاخص‌های کمّی ابرحجم (HV) و فاصله نسلی معکوس (IGD) پوشش کلی بهتری بر جبهه پارتو دارد، اما در شبکه هانوی تنها NSGA-II موفق به یافتن جواب کاملاً موجه با انحراف فشار صفر شد. در شبکه بالرما، ‏MOEA/D به دلیل حساسیت به اختلاف مقیاس اهداف و ضعف در مدیریت قیود، ضعیف‌ترین عملکرد را ثبت کرد. بررسی الگوهای تنظیم ساعتی شیرهای فشارشکن شبکه پلدختر نشان داد که علی‌رغم برتری NSGA-II و AGE-MOEA در کیفیت جبهه پارتو، نوسانات شدید تنظیمات آن‌ها از منظر عملیاتی می‌تواند موجب استهلاک تجهیزات و ناپایداری شبکه شود، در حالی که MOEA/D الگویی محافظه‌کارانه‌تر ارائه می‌دهد. تحلیل روند HV نشان داد MOEA/D به بالاترین مقدار تجمعی در فرآیند همگرایی دست می‌یابد که با برتری AGE-MOEA در HV جبهه پارتو نهایی متفاوت بوده و ناشی از تفاوت این دو معیار است. کاهش فشارهای مازاد حاصل از بهینه‌سازی، پتانسیل کاهش نشت پس‌زمینه را فراهم می‌آورد، هرچند کمّی‌سازی دقیق آن مستلزم مدل‌سازی مستقیم نشت است.

واژه‌های کلیدی: بهینه‌سازی چندهدفه، شبکه توزیع آب، شهرستان پلدختر، قابلیت بهره‌برداری عملیاتی، مدیریت فشار.

چکیده پرش هیدرولیکی از نوع جریان‌های متغیر سریع بوده که از ابتدا تا انتهای آن تلاطم و پیچش سطحی آب وجود دارد و به عنوان پدیده اتلاف کننده انرژی شناخته می‌شود. در این پژوهش به شبیه‌سازی عددی پرش هیدرولیکی در حالت پله منفی ابتدایی 3 و 6 سانتی‌متر، زبری بستر 2 سانتی‌متر و شیب معکوس 5/1 و 3 درصد پرداخته شد. در این پژوهش از مدل‌های آشفتگی RNG و k-ε استفاده شد. همچنین، از دو نوع شبکه‌بندی یکنواخت و غیر یکنواخت استفاده شد. با توجه به نتایج مدل‌سازی عددی، مدل آشفتگی RNG آشفتگی میدان جریان را در مقایسه با مدل آشفتگی K-ε با دقت بیشتری محاسبه نمود. میزان شاخص‌های آماری NRMSE، R2 و d برای نتایج شبیه‌سازی عددی نیمرخ سطح آب به ترتیب 1/10، 993/0 و 994/0 به‌دست آمد. همچنین مقدار این شاخص‌ها برای نتایج شبیه‌‌سازی نیمرخ سرعت به ترتیب 36/16، 944/0 و 97/0 محاسبه شدند. خطای مدل عددی در محاسبه مقادیر نیمرخ سرعت در مقایسه با نیمرخ سطح آب بیشتر بود، که علت آن را می‌توان در تلاطم شدید جریان و نوسانات سرعت لحظه‌ای در هر راستای قائم در محدوده وقوع پرش هیدرولیکی و تشدید اختلاط آب و هوا دانست. مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج آزمایشگاهی پروفیل سطح آب، پروفیل سرعت، نسبت اعماق مزدوج، طول غلتاب و طول پرش هیدرولیکی و نسبت افت انرژی نشان دهنده قابلیت مدل عددی در شبیه‌سازی سه بعدی میدان جریان پرش هیدرولیکی آزاد می‌باشد.