بهینه سازی شکل و موقعیت قرارگیری موج شکن ها برای نیروهای هیدرودینامیکی امواج
چکیده
تئوری بهینه سازی شامل دسته ای از روش های ریاضی و عددی است که برای پیدا کردن و تشخیص دادن بهترین حالت از میان انتخابات موجود به کار می رود. دیواره های ساحلی، موج شکن ها و بسیاری از سازه های دیگر برای کاهش دادن نیروی ناشی از امواج و یا کنترل انتقال رسوب مورد استفاده قرار می گیرند، ولی اشکال آنها معمولاً با استفاده از فرضیات هیدرودینامیکی ساده و یا روابط تجربی تعیین می شوند که نتایج حاصل به طور کامل رضایتبخش نیست. تکنیک بهینه سازی اشکال همراه با حل هیدرودینامیک امواج، امکان ساخت سازه های ساحلی و نزدیک ساحل را در شرایط بهینه با در نظر گرفتن صحیح تر نیروی ناشی از امواج و تأثیر آن در ابعاد و شکل سازه ها، فراهم می نماید. موج شکن ها سازه هایی هستند که به منظور ایجاد آرامش در حوضچه بنادر ، جلوگیری از فرسایش سواحل وحفاظت کانال های کشتیرانی احداث می شوند. در این پایان نامه طراحی بهینه شکل موج شکن ها در پلان مورد توجه قرار گرفته و سعی بر آن شده تا با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی و توسعه ی یک مدل عددی برای حل هیدرودینامیک امواج و مدلسازی برهم کنش موج ـ سازه، همچنین توسعه ی مدل لازم برای بهینه سازی شکل موج شکن ها، شکل بهینه ای برای امواج برخوردی به منظور کاهش ارتفاع موج و رسیدن به محیطی آرام در بندر و کانال دسترسی به آن ارائه شود. در این تحقیق با در نظر گرفتن شرایط هندسی متفاوت برای بندر نظیر تغییر در ابعاد هندسی، موقعیت و پهنای دهانه ی ورودی و در نظر گرفتن حالتی که بندر دارای ورودی و خروجی جداگانه است، تغییر در طول و زاویه ی موج شکن برای بازشدگی ناوبری نسبت به بندر، همچنین شرایط محیطی مختلف نظیر امواج برخوردی با پریودها، ارتفاعات و جهات مختلف و مقایسه ی میان آن ها، سعی شده تأثیر آنها بر آرامش و کاهش ارتفاع موج در بندر و کانال دسترسی مشخص گردد و پیشنهاداتی برای ارائه ی شکل بهینه ی موج شکن ها ارائه شود. نتایج تحقیقات انجام گرفته در این خصوص نشان داده است علیرغم این که تکنیک بهینه سازی شکل در مهندسی سواحل به ندرت مورد استفاده قرار گرفته است، می تواند به طور موثر و کارآمدی در این زمینه به کار برده شود.