کلیدواژه: بهینه سازی ، شبکه های آب شهری ؛ جفتیابی زنبورهای عسل ؛ کالیبراسیون دبی و ضرایب زبری
 
Abstract
Developing an optimization process for a specific urban water distribution system (Langarud city’s water network) using Honey-Bee Mating Optimization
Saman Sabbaghpour
In the developing countries, many of the urban water networks are so old and they are not designed as well as modern cities, therefore, it is of high concerns to find the basic information of a water network specially the friction factors of the pipes. Even sometimes the flow rate in the main nodes of the network is not known. This problem should be solved before doing any other calculations on the network.
In this dissertation a new meta-heuristic approach based on the nature of honey bees mating have been used for the calibration of a real city in the north of Iran named Langarud. This city has nearly a population of 68000 people and about 43000 water users. Langarud’s area is about 900 square kilometers. The method is used to determine the Hazen-Williams roughness factor of the main pipes of the town and a correction factor for the nodal demands in the main nodes of the network. As the flow rate is not known in the main nodes , Theisen polygons method were used to approximation of the flow rates in the main nodes.
After calibrating the network, HBMO technique is used again so as to optimize the Langarud’s water network model which has been achieved from the calibration process. The optimization stage is held for increasing the pressure in nodes uniformly with changing the pipes diameters in a way that the cost of this changing becomes the least. This is a multi-objective optimization as the operational parameters of the network will be optimized simultaneously with the cost of changing network’s pipes.
After the optimization process, the network’s parameters are improved and as the HBMO algorithm was previously used to a benchmark problem named New York Tunnel and showed a great consistency in results with other best methods in the literature, the accuracy of the method is proved. This algorithm is linked by the Epanet software and has the ability to be used for other proposes of optimization like designing a new network optimally. In

خرید اینترنتی فایل کامل :

 the end of the thesis, an analysis is held to the results of both calibration and optimization stages.

 
Keywords: Pressure drop, Honey-Bee Mating, Urban water network, Water distribution, Optimization.
 
 
فصل اول : کلیات
 فصل اول : کلیات
 

• پیشگفتار

در طی سالهای میانی و پایانی قرن گذشته تلاش روزافزونی توسط دانشمندان جهان در عرصه های مرتبط با آب صورت گرفت تا منجر به راه حلهایی برای مهار بحران آب گردد. یکی از مهمترین این راه ها مصرف بهینه ی این ماده ی حیاتی است و نمود اصلی آن در طراحی شبکه های آبرسانی شهری یا نشت یابی و اصلاح آنهاست. بدون شک میزان آب زیادی در تاسیسات آبرسانی یک شهر در گذشته به هدر می رفت. نشت لوله های آب در اثر خوردگیهای ایجاد شده در جداره ی لوله ها ؛ عملکرد نادرست پمپها ؛ مشکلات فنی مخازن و بطور خلاصه دو عامل فرسودگی و طراحی غیرمهندسی تاسیسات یک شبکه ی آبرسانی شهری عمده ی مواردی هستند که می توانند علاوه بر به هدر رفتن این مایع ارزشمند ؛ موجباتی را فراهم آورد تا عملکرد یک شبکه دچار اختلال گردد. این اختلال ها بصورت فشار زیاد یا کم آب در مناطق مصرف خود را نشان می دهد. بعلاوه این موارد می توانند موجب توزیع ناهمگون آب در میان افراد یک جامعه ی شهری شود.
روش های مختلف علمی جهت بهینه سازی عملکرد یا طراحی شبکه های آبرسانی شهری ابداع و استفاده شده است که می توان از میان آنها به بهینه سازی حذفی ؛ بهینه سازی با الگوریتمهای غیرخطی و بهینه سازی با الگوریتمهای فراکاوشی اشاره کرد. اکثر روش های به کار رفته تا کنون بیشتر به بهینه سازی شبکه های فرضی و نمونه ای پرداخته اند که برخی از آنها طرحهایی بسیار ساده از شبکه های واقعی آبرسانی شهری موجود می باشند . اگرچه با پیشرفت فناوری های اطلاعاتی و کامپیوتری امکانات گسترده تری برای بهینه سازی شبکه های آبرسانی بوجود آمده است اما همچنان بهینه سازی یک شبکه ی آبرسانی شهری واقعی و موجود بی اندازه وقت گیر و دور از ذهن می نماید. این مورد بیش از آنکه بعلت نارسایی سیستمهای کامپیوتری باشد بعلت حجم گسترده ی اطلاعات شبکه های آبرسانی است. البته در آغاز قرن جدید با بوجود آمدن نرم افزارهای تحلیل شبکه مثل واترجمز[1] افقهایی جهت رسیدن به این مهم در نظر دانشمندان این رشته ترسیم گردیده است.
[1] Water GEMs