طراحی بهینه مقطع کانال بتنی برای حداقل نمودن هزینه تلفات آب، پوشش و عملیات خاکی

طراحی مقطع کانال با کمترین هزینه شامل کمینه کردن مجموع هزینه های هر متر از طول کانال تحت شرایط جریان یکنواخت می باشد. این هزینه ها شامل هزینه های مربوط به پوشش هر متر از طول کانال، هزینه هر متر مکعب عملیات خاکی و هزینه مرتبط با تلفات آب (شامل تلفات نشت و تبخیر) می باشند که به عنوان تابع هدف در این مطالعه در نظر گرفته شده است. تلفات نشت به هندسه کانال و تلفات تبخیر به سطح آزاد آب بستگی دارد. در این تحقیق از معادله مانینگ بعنوان قید اصلی مسئله استفاده شده است. علاوه بر این قید، در طراحی مقطع بهینه کانال ها از دو قید فرعی شامل حداقل سرعت مجاز و عدد فرود، استفاده شده است. جهت بهینه سازی ابعاد کانال، از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جستجوی مستقیم در محیط برنامه نویسی MATLAB استفاده گردید. با استخراج نتایج مدل بهینه سازی در قالب نمودارهای بی بعد، امکان طراحی ساده ابعاد بهینه کانال در جهت حداقل نمودن هزینه های هر متر از طول کانال فراهم می شود. با بررسی نتایج این مطالعه با مطالعات محققین دیگر، می توان تاثیر قیود بیشتر و هزینه های مربوط به عملیات خاکی و پوشش را در ابعاد نهایی کانال مشاهده نمود.