@article { author = {Ferdowsi, Ahmad and Mousavi, seyed Farhad and Farzin, Saeed and Karami, Hojat and Karami, Mohammad and Valikhan Anaraki, Mehdi}, title = {Optimal Design and Hydraulic Performance Improvement of Labyrinth Spillway using Cuckoo Search Algorithm}, journal = {Iranian Journal of Irrigation & Drainage}, volume = {12}, number = {5}, pages = {1086-1097}, year = {2018}, publisher = {Iranian Irrigation and Drainage Association}, issn = {2008-7942}, eissn = {2676-6884}, doi = {}, abstract = {One of the appropriate procedures to increase discharge capacity of spillway in dams, particularly when increase of overflow width is not possible, is using labyrinth spillways. Due to the fact that a considerable portion of costs of dams is allocated for construction of spillways, the search for methods to optimize these structures becomes important. In the present research, the Cuckoo Search (CS) algorithm has been used to find the best geometry of the trapezoidal labyrinth spillway. For this purpose, concrete volume of the spillway was considered as objective function. Aslo, the spillway design considered different hydraulic constraints. Optimal parameters of this algorithm were selected by performing sensitivity analysis. Then, CS was run randomly for 15 iterations. The coefficient of variation and convergence speed obtained from random runs for the proposed algorithm were equal to 0.00001 and 1000 iterations, respectively. Finally, minimum value of the objective function of the proposed algorithm was compared to the results obtained from spillway design and the results of Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolution (DE) proposed in the previous studies. It was found that the proposed spillway dimentions using CS resulted to 38.91% less concrete with respect to the real prototype. In the proposed model, other than reduction of the spillway concrete volume, the overflow discharge of the spillway was increased. On the other side, concrete volume reduction obtained by CS was 12% less than classic optimization algorithms (GA and DE). Considerable decrease (more than 1/3) in the volume of concrete in the proposed spillway indicates high ability of CS in solving the problems of optimizing spillways and the necessity of using it.}, keywords = {Concrete volume,Cuckoo search algorithm,optimization,hydraulic performance,Trapezoidal labyrinth spillways}, title_fa = {طراحی بهینه و بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریز کنگرهای با استفاده از الگوریتم جستجوی فاخته}, abstract_fa = {از راه­کارهای مناسب برای افزایش ظرفیت آبگذری سرریز در سدها، مخصوصا در شرایطی که افزایش دهانه سرریز امکان­پذیر نباشد، استفاده از سرریز کنگره­ای است. چون ساخت سرریزها بخش قابل­توجهی از هزینه­های اجرایی سدها را به خود اختصاص می­دهد، یافتن راه­های بهینه­سازی این سازه­ها اهمیت ویژه­ای پیدا می­کند. در پژوهش حاضر، از الگوریتم فراکاوشی جستجوی فاخته، جهت یافتن بهترین هندسه سرریز کنگره­ای ذوزنقه­ای، استفاده شد. بدین منظور، حجم بتن مصرفی سرریز به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شد. همچنین، طراحی سرریز با توجه به محدودیت­های هیدرولیکی مختلف صورت گرفت. با انجام تحلیل حساسیت، پارامتر­های بهینه این الگوریتم انتخاب شد. سپس، الگوریتم جستجوی فاخته به صورت تصادفی 15 مرتبه اجرا شد. مقدار ضریب تغییرات و سرعت همگرایی حاصل از اجراهای تصادفی برای الگوریتم پیشنهادی به ترتیب برابر با 00001/0 و 1000 تکرار می­باشد. در نهایت، مقدار کمینه تابع هدف الگوریتم پیشنهادی با نمونه مورد مطالعه واقعی و همچنین با نتایج الگوریتم­های ژنتیک (GA) و تکامل تفاضلی (DE) در تحقیقات پیشین مورد مقایسه قرار گرفت. مشخص گردید که ابعاد سرریز پیشنهادی با استفاده از الگوریتم جستجوی فاخته، منجر به کاهش بتن مصرفی در ساخت سرریز به میزان 9/38 درصد نسبت به نمونه واقعی می­شود. در مدل ارایه شده، علاوه بر کاهش حجم بتن سرریز، مقدار ظرفیت دبی عبوری سرریز نیز افزایش یافت. از سوی دیگر، کاهش حجم بتن­ریزی در ساخت سرریز با استفاده از الگوریتم مذکور در مقایسه با الگوریتم­های بهینه­سازی کلاسیک (GA و DE) در حدود 12% بیش­تر است. کاهش چشم­گیر (بیش از یک سوم) در حجم بتن­ریزی سرریز پیشنهادی نسبت به نمونه واقعی، نشان­دهنده توان­مندی الگوریتم فراکاوشی جستجوی فاخته در حل مسایل بهینه­سازی سرریزها و ضرورت استفاده از آن می­باشد.}, keywords_fa = {الگوریتم جستجوی فاخته,بهینه‌سازی,حجم بتن‌ریزی,سرریز کنگره‌ای ذوزنقه‌ای,عملکرد هیدرولیکی}, url = {https://idj.iaid.ir/article_81778.html}, eprint = {https://idj.iaid.ir/article_81778_35c566523ca4403e3ad8b7d478e510de.pdf} }