عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی یک سیستم خط لوله برای کنترل پاسخ گذاری سیستم به یک اغتشاش با استفاده از الگوریتم ژنتیک
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1528;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40802;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1528;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40802
- تاریخ دفاع
- ۰۵ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- حامد قلی پور
- استاد راهنما
- محمدحسن رحیمیان
- چکیده
- هدف ما در این پایان نامه بهینه سازی هیدرولیکی یک سیستم خط لوله برای کنترل پدیده های گذرای هیدرولیکی در سیستم می باشد, بدین صورت که نوع, تعداد, موقعیت و اندازه وسائل هیدرولیکی مورد استفاده برای کنترل امواج فشاری ناشی از چکش آبی را در سیستم بهینه می کنیم. برای این کار از روش بهینه سازی آلگوریتم ژنتیک استفاده خواهیم نمود تا بهترین مجموعه از وسائل هیدرولیکی شامل مخازن سرج و شیرهای کاهش فشار و همچنین بهترین موقعیت های آنها را در سیستم بدست آوریم. برای بهینه سازی سه تابع را به عنوان تابع هدف در نظر می گیریم: (1) مینیمم کردن هد فشاری ماکزیمم ایجاد شده در سیستم به دنبال پدیده گذرا. (2) ماکزیمم کردن هد فشاری مینیمم. (3) مینیمم کردن اختلاف بین هد فشاری ماکزیمم و مینیمم در سیستم. ضمنا متغیرهای مورد نظر برای بهینه سازی مساله با آلگوریتم ژنتیک, موقعیت و تعداد وسائل مقابله با چکش آبی در سیستم خواهد بود. سیستم خط لوله مورد نظر یک شبکه لوله پیچیده شامل حلقه ها و شاخه های متعدد لوله و دارای چهار مخزن آب با سطح ثابت و پنج شیر که آب را به اتمسفر تخلیه می کنند می باشد. اغتشاش یا پدیده گذرا را بستن ناگهانی و همزمان تعدادی از شیرها در نظر می گیریم. همچنین مخازن سرج و شیرهای کاهش فشار وسائل هیدرولیکی هستند که در محل اتصال لوله ها قرار خواهند گرفت. نتایج بهینه سازی نشان خواهد داد که استفاده از یک روش بهینه سازی مانند آلگوریتم ژنتیک به همراه روش های تحلیل گذرا برای یک سیستم خط لوله, جستجو برای وسائل هیدرولیکی را به میزان قابل توجهی بهبود خواهد بخشید. همچنین نصب نامناسب این وسائل در سیستم نه تنها مفید نبوده بلکه ممکن است شرایط را وخیم تر نماید, بنابراین لزوم بهینه سازی برای دست یافتن به بهترین شرایط بیشتر آشکار می شود.
- Abstract
- The purpose of this paper is to optimize a pipeline system hydraulically to control the hydraulic transients in the system. In other words, the type, number, location and size of the hydraulic devices used in suppressing water hammer pressure waves in the system will be optimized. Genetic Algorithm will be used for this purpose in order to obtain the best collection of hydraulic devices including surge tanks and pressure relief valves in the system. Three functions will be considered as objective functions for optimization: (1) to minimize the maximum pressure head in the system following the transient event. (2) to maximize the minimum pressure head. (3) to minimize the difference between maximum and minimum pressure heads in the system. The decision variables of Genetic Algorithm are the location and number of the devices used for opposing water hammer. The pipeline system is a complex looped and branched pipe network consisting of four constant-head reservoirs and five valves discharging water to the atmosphere. The disturbance or the transient condition may be chosen to be the sudden and simultaneous closing of some of the valves. Surge tanks and pressure relief valves will be used as hydraulic devices which will be placed at the junctions of pipes. The optimization results indicate that using an optimization method like Genetic Algorithm together with transient analysis methods for a pipeline system, will considerably improve the search for hydraulic devices. It is also found that inappropriate placement of the devices in the system is not helpful and may even deteriorate the conditions. Thus, the necessity of optimization in order to achieve the best conditions is evident.
