كاربرد روش GRA در بهينه‌سازي طول و موقعيت آبشكن تيغه‌اي در قوس º90

Application of GRA Method in Optimization of Length and Location of Spur Dike in 90 Degree Bend

آبشكن­ها سازه­هایی هستند كه به­منظور حفاظت و احیای ساحل در ساماندهی رودخانه­ها بكار برده می­شوند. در قوس رودخانه­ها كه جریان ثانویه منجر به فرسایش بیشتر ساحل خارجی می‌شود، آبشكن­ها می­توانند در تثبیت و احیای ساحل به­كار روند. در صورتی كه آبشكن در قوس مورد استفاده قرار گیرد، اندركنش آبشكن و قوس، منجر به ایجاد الگوی جریان پیچیده­ای در قوس و خصوصاً در محدوده اطراف آبشكن می‌شود. پارامترهای هندسی آبشكن و قوس و پارامترهای هیدرولیكی جریان، بر الگوی جریان ناشی از اندركنش آبشكن و قوس تأثیرگذارند. شناخت اثر هریك از این پارامترها بر الگوی جریان و عملكرد آبشكن، به كاربرد بهتر این سازه در قوس منجر می­شود. در تحقیق حاضر، الگوی جریان حول آبشكن واقع در مسیر قوسی شكل با تغییر موقعیت قرارگیری و طول آبشكن در شرایط هیدرولیكی مختلف با استفاده از مدل­سازی عددی بررسی شد و با در نظر گرفتن عملكرد هیدرولیكی آبشكن و پایداری سازه­ای آن، تركیب بهینه پارامترهای طول و موقعیت آبشكن در قوس در اعداد فرود مختلف با استفاده از روش GRA بررسی شد. نتایج نشان داد، در محدوده تحت بررسی پارامترهای تحقیق حاضر، طول آبشكن تأثیر بیشتری نسبت به موقعیت آن در قوس بر عملكرد آبشكن دارد و درصورتی كه پایداری سازه­ای آبشكن مدنظر قرار گیرد آبشكن با طول 25 درصد عرض آبراهه اصلی برای كلیه اعداد فرود و در هر موقعیتی از قوس دارای عملكرد بهتری است.

Spur dikes, as hydraulic structures, are used to protect river banks against scouring. Spur dike in river bends, where secondary flow causes more erosion around outer bank, can be used as a protection mean. When spur dikes are installed in a bend, a complicated flow pattern is formed, especially around the spur dike. Geometrical parameters of spur dike and bend plus hydraulic parameters of flow, affect flow pattern resulting from interaction of spur dike and bend. Understanding the effects of different parameters on spur dike operation and flow pattern will help the effectiveness of the spur dikes. In this paper, flow pattern around spur dike in a bend was simulated numerically by variation of length and location of spur dike at different hydraulic conditions. Then, considering hydraulic operation and structural stability of spur dike, GRA method was used for optimizing composition of length and location of spur dike at different Froude numbers. The results show that the length of spur dike is more effective than its location on spur dike operation. If stability of spur dike is taken into consideration, spur dike will have better operation when it is installed at any location with length of 25% of the channel width.