تعیین مقدار بهینه ارتفاع و موقعیت بلوک‌های آرام کننده با استفاده از مطالعات طراحی شده با روش‌های تاگوچی و فاکتوریل کامل

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسنده

استادیار مهندسی آب، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوئین زهرا، بوئین زهرا، ایران

چکیده

اگر متغیرهای زیادی که سطوح متعددی دارند در بررسی یک پدیده هیدرولیکی مؤثر باشند، یافتن ترکیب بهینه از طریق بررسی فاکتوریل کامل ترکیبات بسیار وقت­گیر و پرهزینه می­باشد. در بسیاری از علوم دیگر به جای روش فاکتوریل کامل، از روش تاگوچی برای طراحی مطالعات استفاده می­شود. روش تاگوچی از ترکیبات فاکتوریلی جزئی بهره می­برد و ضمن کاهش تعداد آزمایش‌ها، مقایسه موزون تمام متغیرها را تضمین می­کند. این روش در مطالعات هیدرولیکی کمتر مورد توجه بوده است. لذا در پژوهش حاضر به مقایسه نتایج مطالعات طراحی شده با روش­های تاگوچی و فاکتوریل کامل در تأثیر پارامترهای ارتفاع و موقعیت بلوک‌های آرام کننده جریان در شرایط هیدرولیکی مختلف به منظور کنترل آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش پرداخته شده است. از نتایج آزمایشگاهی Fahmy Abdelhaleem (2013) استفاده شده است. هدف از این کار بررسی این مسئله است که آیا با استفاده از روش تاگوچی و کم نمودن تعداد آزمایش‌ها می­توان نتایج نزدیک به نتایج مربوط به انجام تمام آزمایش‌های طراحی شده با روش فاکتوریل کامل را حاصل نمود. اگر پاسخ مثبت باشد، چه مقدار خطا در نتایج وارد خواهد شد، از طرفی مقدار بهینه بدست آمده برای هر متغیر تا چه حد قابل اتکاست. همچنین مقدار صرفه­ جویی مالی و زمانی ناشی از کاربرد روش تاگوچی در یک پدیده هیدرولیکی چقدر است. بنابراین ضمن تحلیل نتایج آزمایشگاهی، سطوح بهینه متغیرهایی که از طراحی مطالعات با روش تاگوچی بدست آمده با نتایج بدست آمده از روش فاکتوریل کامل از جنبه‌های مختلف مقایسه شده است. نتایج نشان داد روش تاگوچی به جای 80 آزمایش، با استفاده از 25 آزمایش، با دقت خوب و نزدیک به نتایج طرح فاکتوریل کامل، ترکیب بهینه پارامتر­های مؤثر بر پدیده را پیش‌بینی نموده و منجر به صرفه‌جویی بیش از 70 درصد در زمان کل انجام آزمایش‌ها شده است. از طرفی مقدار عمق آبشستگی نسبی پایین‌دست با ترکیب بهینه پیش­بینی شده با روش­های تاگوچی و فاکتوریل کامل به ترتیب 119/0 و 122/0 بوده است.

کلیدواژه‌ها


اجلالی، ا. (1385). "کاربرد روش تاگوچی در پیش‌بینی‌ خواص بتن سبکدانه سازه ای ساخته شده از سبکدانه پومیس اسکندان و مقایسه نتایج حاصله با نتایج حاصل از روش انجام تمامی آزمایشات". پایان‌نامه کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند.

تخت کوسه، آ.؛ تائبی، ا. و افیونی، م. (1390). "بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر در حذف (II)Pb از محلول­های آبی توسط دولومیت به عنوان جاذب ارزان قیمت". چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.

رستم آبادی، م.؛ صالحی نیشابوری، ع. ا. و زراتی، ا. ر. (1392، الف). "بهینه‌سازی شاخص‌های هندسی صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با روش تاگوچی و GRA". مجله عمران مدرس، دوره سیزدهم، ویژه نامه بهار، ص. ص. 79-93.

رستم آبادی، م.؛ صالحی نیشابوری، ع. ا. و زراتی، ا. ر. (1392، ب). "مقایسه روش تاگوچی با طرح فاکتوریل کامل در تعیین موقعیت بهینه سازه محافظ آبشستگی در مقابل جت‌های ریزشی". مجله مهندسی آب و محیط زیست ایران. دوره 1، شماره 2، ص.ص. 35- 46.

قهرمانی منجقچی، پ. (1390). "پیش­بینی ظرفیت باربری شمع‌ها با استفاده از مدل‌سازی عددی آزمایش بارگذاری شمع". پایان‌نامه کارشناسی ارشد خاک و پی، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

میرمحمدصادقی، م.؛ مختاری، ا.؛ ستوده فر، ع. و حاجیان نیا، ا. (1395). "ارزیابی عوامل موثر بر مقاومت برشی خاک ماسه ای بهسازی شده به روش بیولوژیکی با استفاره از نظریه تاگوچی". فصلنامه عمران مدرس، سال شانزدهم، شماره 3، ص.ص. 191-202.

Chaulia, P. K. and Das, R. (2008). “Process parameter optimization for fly ash brick by Taguchi method”. Materials Research. 11(2), pp. 159-164.

Fahmy Abdelaleem, F. S. F. (2013). “Effect of semi-circular baffle blocks on local scour downstream clear-overfall weirs”. Ain Shams Engineering Journal, 4, pp. 675-684.

Gunay, B. Hinislioglu, S. (2011). “Traffic microsimulation scenario tests by the Taguchi method". Proceedings of the ICE-Transport. 164(1), pp. 33-42.

Minitab Inc. (2006). Minitab 15, Help, Minitab Tutorials, Session five, Design an Experiment.

Roy, K. R. (1990). A primer on the Taguchi method. Society of manufacturing engineers, New York. NY.

Tan, O.; Zaimoglu, A. S.; Hinislioglu, S. and Altun, S. (2005). “Taguchi approach for optimization of the bleeding on cement-based grouts”. Tunneling and Underground Space Technology. 20, pp. 167-173.