حمیدرضا غفوری

 در مسایل جریان دارسی،که اهمیت قابل ملاحظه ای در مهندسی عمران، زمین شناسی و نفت دارد، در حال حاضر، روش های عددی بر دو رویکرد متفاوت استوارهستند: اول که شامل فقط یک متغیر اولیه است( تک فرمولاسیون برای فشار)، و دیگری یک ترکیب از دو فرمولاسیون به کار میگیرد که در آن فشار و سرعت بعنوان متغیرهای اولیه مطرح هستند. در روش تک فرمولاسیون که با روش گالرکین پیوسته حل میگردد، یک افت دقت در فرآیند محاسبه سرعت بوجود می آید، به علاوه بقای جرم تضمین شده نیست. در نتیجه، این رویکرد پایه به طور کافی برای کاربردهای عملی مهندسی اثبات نشده است. ضرورت حفظ بقای شارها برای کاربردهایی همچون جریان چندفازی یا جابه جایی واکنشی، که شارهای بدون بقا می توانند غلظت های منفی و دیگر نتایج غیر فیزیکی تولید کنند، اهمیت ویژه ای دارد. در این پایان نامه مدلی تهیه شده است که ضمن تامین بقای جرم به صورت محلی و تضمین پیوستگی شارها، می تواند فشار و سرعت را در دامنه به صورت همزمان محاسبه کرده و برای محیط متخلخل اشباع همگن و ناهمگن، آبخوان های آزاد و محصور در حالت دو بعدی استفاده شود. در تهیه این مدل رایانه ای که به زبان متلب نوشته شده است ، از روش عددی اجزاء محدود ترکیبی با المان های 4 ضلعی 4 گرهی و 8 گرهی همچنین المانهای مثلثی ‌3 گرهی و 6 گرهی استفاده شده است .دقت و صحت مدل در مقایسه با روش گالرکین پیوسته و نیز روش های تحلیلی ارزیابی شده است. در ادامه نیز تحلیل حساسیت بر پارامترهای مدل انجام شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که روش المان محدود ترکیبی همگرایی مرتبه دوم را برای فشار و همگرایی مرتبه اول را برای سرعت در مسائلی با ضریب هدایت پذیری پیوسته ارائه میدهد. برای مسائل ناپیوسته، یک تقلیل در مرتبه همگرایی برای فشار وجود دارد در حالیکه نرخ همگرایی برای سرعت با تغییرات اندک است.

  با افزایش جمعیت، نیاز به آب شیرین نیز در سراسر جهان رو به افزایش است. یکی از منابع اصلی تامین آب شیرین، آب‌های زیرزمینی موجود در آبخوان‌ها می‌باشند. در این میان آبخوان‌های ساحلی که از منابع مهم تامین نیاز آبی جوامع ساکن در سواحل سرتاسر جهان هستند، به دلایل مختلف از جمله برداشت بیش از حد، در معرض تهاجم آب شور دریا قرار دارند که این امر باعث کاهش کیفیت آب شیرین این آبخوان‌ها می‌گردد. در این پژوهش، مدیریت آبخوان‌های ساحلی به منظور کنترل هجوم آب شور با روش شبیه‌سازی-بهینه‌سازی انجام گرفته است. در روش پیشنهادی برای شبیه‌سازی از موتور حلگر SEAWAT در نرم‌افزار VISUAL MODFLOW که قادر به حل معادلات جریان و انتقال املاح در حالت سه بعدی و وابسته به چگالی از روش تفاضل محدود می‌باشد، استفاده شده است. هم‌چنین مدل بهینه‌ساز به کار رفته، الگوریتم ژنتیک چندهدفه با مرتب سازی نامغلوب (NSGA-II) می‌باشد. اهداف در نظر گرفته شده در بهینه‌سازی، بیشینه کردن برداشت از چاه‌های پمپاژ، کمینه کردن میزان افت هد هیدرولیکی در محل چاه‌ها و کمینه کردن مقدار غلظت شوری آب پمپاژ شده می‌باشند. اتصال خارجی این دو مدل با بهره‌گیری از نرم Auto it انجام شده است. روش ارائه شده با بررسی چند مثال با توابع هدف و قیود مختلف و آبخوان‌هایی با شرایط متفاوت، مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان‌دهنده‌ی توانایی مدل پیشنهادی در یافتن مقادیر بهینه می‌باشد. هم‌چنین با در نظر گرفتن چاه‌های مانع در آبخوان مورد بررسی، تاثیر استفاده از این راهکار در کنترل تهاجم آب شور ارزیابی شده است.

منابع آب، در هر کشوری از مهمترین عوامل توسعه پایدار در آن کشور محسوب می¬شوند سدها سازه‌هایی عظیم و با اعتبار ملی بوده که نقش اساسی در استفاده‌ی بهینه از منابع آب را ایفا می¬کنند. منافع مهم حاصل از ساخت سده‌ها از یک‌طرف، و خسارات فاجعه آمیز در صورت شکست آنها از طرف دیگر، بررسی ریسک سدها را به امری حیاتی تبدیل کرده است. روش های مختلفی تا کنون در بررسی ریسک سدها استفاده شده است که بیشتر آنها روش‌های احتمالاتی مانند شبیه ساز مونت کارلو بوده است. منطق فازی علم نوپایی در بررسی عدم قطعیت و ریسک بوده که اخیراَ به جای روش¬های سنتی مورد استقبال قرار گرفته است. در تحقیق حاضر با استفاده از تئوری مجموعه‌های فازی و روش -cutα به تحلیل عدم‌قطعیت و شناسایی ریسک پایداری سد بتنی وزنی فولسام پرداخته شد. نتایج نشان داد وجود 10 درصد عدم قطعیت در پارامترهای وردی می تواند منجر به 350 درصد عدم قعیت در پارامترهای خروجی مدل گردد.

 یکی از راه های اقتصادی و بسیار مفید جهت افزایش طول موثر تاج، استفاده از سرریزهای لابیرنت می باشد. این سرریزها با تغییر شکل در پلان، طول موثر تاج را افزایش می دهند و عبور دبی بیشتری را در ارتفاع جریان یکسان، ممکن می سازند. تاکنون مطالعات آزمایشگاهی و عددی متعددی در خصوص بررسی ضریب دبی و دبی عبوری از روی سرریز لابیرنت صورت گرفته است، اما نسبت به بهینه سازی متغیرهای هندسی این سرریزها، تحقیقات کمی صورت پذیرفته است. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار flow 3d به بررسی حالات مختلف ابعاد سرریز لابیرنت به صورت نسبتی از زاویه و در نهایت انتخاب بهترین حالات برای هندسه این نوع سرریز در بین زوایای 6 تا 60 درجه پرداخته شده است. در هر حالت پارامترهای هیدرولیکی جریان مانند هد پایین دست، دبی در پایین دست و بازده مورد ارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داد که در سرریز لابیرنت نرمال دبی در پایین دست (با در نظر گرفتن ابعاد به صورت نسبتی از زاویه برای یک سیکل) همواره با افزایش زاویه در بازه 0 تا 22.5 درجه افزایش می یابد. این افزایش در حدود 6 الی 10 درصد می باشد و برای زوایای بزرگتر از 22.5 درجه شاهد کاهش آن هستیم.

آب‌های زیرزمینی یکی از با ارزش¬ترین منابع آب به لحاظ کمی و کیفی است. این مسئله در نواحی ساحلی و جزایر نمود بیشتری پیدا می‌کند. تهاجم آب شور دریا به آبخوان¬ها در این مناطق سبب آلوده شدن منابع آب زیرزمینی می‌گردد. هدف از انجام پژوهش، بهینه سازی عملیات پمپاژ، به عنوان راهکار مقابله با پدیده تهاجم آب شور و مدیریت آبخوان‌های ساحلی، می‌باشد. این کار با در نظر گرفتن قیودی که از پیشروی آب شور دریا جلوگیری می‌کند، صورت گرفته است. الگوریتم جستجوی تابو و مدل شبیه سازی SEAWAT به عنوان ابزارهای اصلی مورد استفاده قرار گرفتند. مدل شبیه سازی براساس حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر جریان وابسته به چگالی و انتقال نمک، از تفاضل محدود برای حل معادلات استفاده می¬کند. الگوریتم جستجوی تابو با دریافت اطلاعات مورد نیاز از مدل شبیه سازی، به بهینه سازی دبی چاه‌ها می‌پردازد. کاربرد فرآیند بهینه سازی با در نظر گرفتن چند مسئله برای ارزیابی مدل مورد بررسی قرار گرفت. دبی بهینه با در نظر گرفتن توابع تک هدفه و چند هدفه و با اعمال قیدهای مختلف مورد بررسی قرار گرفتند که نتایج حاصله حاکی از توانمندی روش به کار گرفته شده می¬باشد.

  آلودگی آبخوان¬ها همواره یکی از مشکلات مطرح در منابع آب¬های زیرزمینی بوده است. شناسایی منشا آلاینده¬ها از مسائل چالش برانگیز در راستای رفع آلودگی آب¬های زیرزمینی است که با پیچیدگی¬هایی از جمله کمبود داده¬های مشاهداتی، عدم قطعیت در داده‌ها و پراکندگی قابل توجه در نرخ¬رهاسازی منابع آلاینده مواجه می¬باشد. در این بین سیالات امتزاج‌ناپذیر که توسط عواملی مانند نشت مواد هیدروکربنی از تاسیسات زیرزمینی و تانک¬های مخزنی وابسته به شرکت¬ها و پالایشگاه¬های نفتی وارد آبخوان می‌شوند، به دلیل مقاومت زیاد در برابر زوال طبیعی و حلالیت کم در آب و روند انتشار نامشخص در محیط، از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. در تحقیق حاضر به منظور شناسایی منشا تولید این‌گونه آلاینده‌ها، روشی بر پایه¬ی شیوه¬های شبییه¬سازی-بهینه¬سازی ارائه شده است. در روش معرفی شده، از مدل شبیه¬ساز جریان در محیط دوفازی UTCHEM و مدل بهینه¬ساز الگوریتم رقابت استعماری(ICA) که از دسته الگوریتم¬های فراکاوشی می¬باشد، استفاده شده است. دو مدل توسط کد نویسی در محیط متلب به یکدیگر متصل شده اند و روند حل با کمینه کردن اختلاف بین درجه اشباع مشاهداتی از آلاینده و درجه اشباع تخمین¬زده شده توسط بهینه-ساز، سعی در تعیین مشخصات بهینه منابع آلاینده دارد. به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی، چند مثال فرضی مناسب، با در نظر گرفتن داده¬های مشاهداتی بدون خطا و همچنین خطا دار طرح شده است. مدل پیشنهادی نتایج قابل قبولی را ارائه داده و همچنین، با توجه به جریان دوفازی حاکم، دقت مطلوبی از مدل به دست آمده است.

تحلیل ریسک به عنوان یکی از زیرمجموعه‎های مدیریت ریسک در سال‎های اخیر مورد مطالعه بسیاری از محققان قرار گرفته و روش‎های مختلفی برای انجام این فرایند ایجاد شده‎اند.یکی از این روش‎ها،شبیه‎سازی مونت‎کارلو می‎باشد که برای تحلیل ریسک پروژه‎های دارای پارامترهای عدم قطعیت توانمندی‎های بسیاری دارد.مونت‎کارلو از داده‎های آماری پارامترهای ورودی جهت تولید مقادیر تصادفی استفاده کرده و در نهایت نسبت مقادیر خروجی به این تغییرات را محاسبه می‎کند.
سازه مورد نظر در این پایان‎نامه سد آریوبرزن خوزستان است که یک سد بتنی وزنی می‎باشد.ابتدا سد توسط نرم افزار انسیس مدل شده وتحت ترکیبات بارگذاری مختلف قرار می‎گیرد.سپس مقادیر عدم قطعیت‎ها به روش مونت‎کارلو داده شده و شبیه‎سازی برای محاسبه تنش‎های خروجی جدید انجام می‎شود.با استفاده از ضرایب اطمینان حاصل از تنش‎های خروجی و همچنین آنالیز حساسیت نسبت به پارامترهای عدم قطعیت می‎توان تحلیل ریسک را انجام داد.نتایج نشان می‎دهند، سد مورد مطالعه در ترکیبات بارگذاری شماره 4 و 5 و 7 دچار ریسک بسیار بالای کاهش ضریب اطمینانشده و همچنین روش شبیه‎سازی مونت‎کارلو روشی قدرتمند در محاسبه ریسک ناپایداری سدها می‎باشد.
 

چکیده: علی¬رغم اینکه سازه¬های بزرگ مانند پل¬ها، برج¬های بلند و سکوهای دریایی برای استفاده در زمان طولانی طراحی می¬گردند، به علت وجود عوامل غیر قابل پیش بینی و خارج از کنترل، دچار خرابی زودرس می¬شوند. عدم عملکرد مناسب این سازه¬ها و یا خرابی آنها اثرات جبران ناپذیری بر اقتصاد به دنبال دارد. برای جلوگیری از این زیان¬ها مهندسان همواره به دنبال روش¬هایی هستند که بتوان با کمترین هزینه، عیوب موجود در سازه و عمر باقیمانده آن را مشخص نمود. به همین دلیل ایجاد یک سیستم عیب یابی مدون بسیار با¬ارزش و حیاتی است.
آنچه در این پایان نامه ارایه می¬شود روشی برای شناسایی آسیب در سازه¬ها مبتنی بر استفاده از تبدیل موجک بر روی پاسخ¬های بدست آمده سازه می¬باشد. برای شبیه سازی این روش، یک سکوی دریایی در نرم افزار اجزا محدود ANSYS مدل شده و آسیب به صورت مصنوعی به سازه اعمال شده است. داده های حاصل از آنالیز مودال و تاریخچه زمانی سازه به عنوان سیگنال ورودی آنالیز موجک استفاده گردیدند. نتیجه اینکه این روش، روشی کارا و مفید برای استفاده در سکوهای دریایی نمی‌باشد.
 

تکنیک صفحات مستغرق یکی از روش‏های موثر مدیریت رسوبات بار بستر در رودخانه‏ها و مجاری آبرفتی می‏باشد. صفحات مستغرق به صورت قائم و با زاویه‏ای کم نسبت به جریان نزدیک‏شونده، در بستر رودخانه نصب می‏شوند. یک صفحه‏ی مستغرق در واقع یک مولد جریان‏های ثانوی است. جریان‏های ثانوی در نتیجه‏ی گرادیان قائم فشار در طرفین صفحه‏ی مستغرق و توزیع غیر یکنواخت سرعت جریان در امتداد قائم به وجود می‏آیند و موجب شکل‏گیری یک جریان چرخشی (جریان حلزونی) در پایین‏دست صفحه می‏شوند. جریان چرخشی حاصل از صفحه‏ی مستغرق سبب اصلاح الگوی جریان نزدیک بستر و تنش برشی بستر شده و در نهایت موجب تغییر الگوی توزیع عرضی رسوبات در میدان تحت تاثیر صفحه می‏گردد. علی‏رغم مطالعات گسترده در زمینه صفحات مستغرق، هنوز ضوابط عمومی برای طراحی مطمئن صفحات مستغرق ارائه نشده و کاربرد نتایج تجربی و نیمه تجربی موجود برای شرایط محدودی توصیه شده است. در این مطالعه نتایج تحلیلی در خصوص هندسه و آرایش صفحات مستغرق (شامل طول، ارتفاع، زاویه قرارگیری و فاصله مناسب) و جانمایی بهینه آنها متکی بر روش‏های ریاضی ارائه گردید. بدین منظور ابتدا شبیه‏سازی مدل رسوب‏گذاری و آبشستگی ناشی از صفحات مستغرق با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در مدل تحلیل‏گر SSIIM انجام گرفته و سپس با برقراری اتصال بین مدل تحلیل‏گر (SSIIM) با مدل بهینه‏ساز الگوریتم ژنتیک (MATLAB)، طول، ارتفاع، زاویه قرارگیری و فاصله جانبی تا دیواره بیرونی بهینه صفحات تعیین گردید. بعد از تعیین پارامترهای بهینه، سیستم صفحات در حالت بهینه توسط مدل تحلیل¬گر SSIIM شبیه¬سازی و تاثیر آن، با مقایسه با حالت قبل از نصب صفحات بررسی گردید. با بکارگیری صفحات مستغرق در حالت بهینه¬یابی شده، عمق چاله فرسایشی حداکثر در امتداد دیواره بیرونی به میزان %2/33 و حجم آبشستگی ساحل بیرونی کانال به میزان %6/34 کاهش یافت.

 در میان سازه‎های ساخته شده به دست بشر، سدها به دلایل مختلف، از جمله اهمیت اهداف ساخت و نیز شدت و حساسیت خطرات و صدمات ناشی از خرابی احتمالی، از موقعیت منحصر به فردی برخوردار می‎باشند. از این رو شناسایی آسیب در سدها در مراحل اولیه پیدایش آسیب، دارای اهمیت فراوانی می باشد. بطور کلی روش‎های شناسایی آسیب در سازه‎ها تحت عنوان پایش سلامت سازه‎ها شناخته می شوند. در سال‎های اخیر تحقیقات فراوانی جهت دست یافتن به روشی مناسب برای شناسایی آسیب در سازه‎ها انجام شده است که در پی این تحقیقات روش‎های کم و بیش دقیقی نیز ارائه شده است.
در این پژوهش جهت شناسایی آسیب در سد دوقوسی کرج از روش آنالیز موجک استفاده شده است. در این روش ابتدا سازه سد در نرم‎افزار اجزای محدود انسیس مدل شده و پس از بارگذاری و مش‎بندی تحت آنالیز قرار می‎گیرد. پس از آن پاسخ‎های سازه که از نرم‎افزار برداشت شده‎اند جهت شناسایی آسیب توسط نرم‎افزار متلب، تحت آنالیز موجک قرار گرفته و آسیب‎های موجود به صورت پرش در نمودار ضرایب موجک نمایان می‎شوند. در تحقیق حاضر، سه پاسخ، شامل پاسخ‎ میانگین وزنی فرکانس‎های تحریک شده سد، پاسخ شتاب گره‎های سد و پاسخ مودهای ارتعاشی سد با استفاده از آنالیزهای مودال و گذرا در نرم‎افزار انسیس برداشت شده و به عنوان ورودی‎های آنالیز موجک مورد بررسی قرار گرفته اند. هدف از این پژوهش، مقایسه و بررسی میزان کارایی پاسخ‎های سه گانه یاد شده در تشخیص خرابی موجود در سازه سد می‎باشد. همچنین در این پژوهش، حداقل شدت آسیب قابل تشخیص توسط آنالیز موجک نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
بررسی‎های صورت گرفته بر روی این پاسخ‎ها، نشان داد که پاسخ میانگین وزنی فرکانس‎های تحریک شده سد، به تنهایی و بدون نیاز به آنالیز موجک، توانایی تعیین وقوع و یا عدم وقوع آسیب‎های بزرگ و شدید در سازه را دارا بوده و در تشخیص محل آسیب ناتوان می‎باشد. پاسخ شتاب گره‎های سازه نیز فقط در گره‎های مجاور آسیب توانایی نمایان سازی وقوع آسیب را دارد. که این مسئله نشان دهنده کارایی نسبتا پایین این پاسخ‎ها در تشخیص خرابی می‎باشد. بررسی‎های صورت گرفته در این تحقیق نشان داد که پاسخ مود ارتعاشی اول سازه، جهت شناسایی آسیب در دو بعد از توانایی بسیار بالایی برخوردار بوده و در تشخیص آسیب‎های با شدت‎های مختلف نیز از توانایی کافی برخوردار می‎باشد.

روند افزایشی خسارت‌های جانی و مالی ناشی از جاری شدن سیلاب، مهندسین را بر آن داشته است تا با اتکاء به ابزار مدرنی نظیر مدل‌های پیشرفته ریاضی، چاره‌ای نو جهت کنترل و مدیریت این پدیده بیاندیشند. امروزه مبارزه با سیل از طریق روش‌های مدیریت غیرسازه‌ای در حوزه‌های آبخیز و در مسیر رودخانه‌ها، مورد توجه فراوان قرار گرفته است که ازجمله اقدامات مدیریتی که می‌تواند نقش به سزایی در کاهش خسارات ناشی از وقوع سیلاب داشته باشد،پهنه‌بندی خطر سیل است.در مدل‌های ریاضی متفاوت، با قابلیت انجام محاسبات هیدرودینامیک، به‌دلیل استفاده از معادلات مختلف و فرضیات ساده‌کننده متفاوت ممکن است نتایج یکسانی حاصل نگردد.لذا، در این تحقیق به مقایسه نتایج پهنه سیل‌گیر حاصل از مدل یک‌بعدی، مدل دوبعدی و مدل یک‌بعدی-دوبعدی در بازه‌ای از رودخانه کارون پرداخته شد. به این صورت که تحلیل هیدرولیکی سیل با ورود داده‌های هندسی مسیر رودخانه، مقاطع عرضی، شرایط مرزی و داده‌های اولیه مدل‌ها انجام گرفت. نتیجه حاکی از این می‌باشد که مدل شبه دوبعدی مزایای هر دو مدل یک‌بعدی و دوبعدی را بصورت توام دارد. مدل‌یکبعدی متغیرهای هیدرولیکی را فقط در جهت طولی محاسبه کرده و توزیع عرضی را در نظر نمی‌گیرد لذا، از نظر دقت دارای محدودیت می‌باشد. مدل دو بعدی نیز اگرچه فیزیک و مکانیسم جریان را با دقت بیشتری شبیه‌سازی می‌کند اما به دلیل نیاز به اطلاعات دقیق مرزهای جریان و تراز اولیه و نیز حجم بالای حافظه کامپیوتر، نیاز به مهارت و زمان بالایی دارد. اما، مدل شبه دوبعدی به عنوان یک پل ارتباطی بین مدل‌های یک‌بعدی و دوبعدی، ضمن دارا بودن سادگی مدل‌های یک‌بعدی، پیچیدگی مدلهای دوبعدی را نیز ندارد.

 ارزیابی سلامت و پایداری سدهای بتنی نیازمند پیشبینی دقیق ترک خوردگی است، که به دست آوردن یک مدل رفتاری مناسب برای مصالح و یک روش محاسباتی قابل اعتماد و نزدیک به واقعیت، برای تحلیل ترک خوردگی در بتن به نیازی ضروری تبدیل شده است. در این رساله از مفهوم مکانیک شکست غیر خطی و مدل ترک مجزا برای مدل سازی ترک ایجاد شده در سد کوینا تحت شرایط بارگذاری استاتیکی و دینامیکی استفاده شده است. مدل پیشنهادی شامل جنبه¬های مختلفی برای شبیه¬سازی رفتار غیرخطی بتن در کشش در سدهای وزنی بتنی بوده و شامل رفتار پیش از نرم¬شدگی و شروع نرم¬شدگی بتن تحت بارهای دینامیکی می باشد و به خصوصیات پایه¬ای مصالح از قبیل مدول الاستیسیته، نسبت پواسون، مقاومت کششی و انرژی مخصوص شکست نیاز دارد. بدین ترتیب که نقاط آغاز شروع ترک را با توجه به تحقیقات و نتایجی که محققان گذشته بدست آورده اند را در نظر گرفته و مسیر ترک را از آن نقاط تا به انتها بدست میاوریم. جهت بکار گیری این مدل در تحلیل دینامیکی سد های بتنی، ماکرویی به زبان APDL که زبان مخصوص ماکرو نویسی در نرم افزار ANSYS میباشد تدوین گردیده است. مدل پیشنهاد شده توانایی تشخیص مسیر ترک، محاسبه تنش و جابجایی سد تحت بارگذاری دینامیکی را داراست. در این رساله چهار تحلیل با نقاط آغاز شروع ترک متفاوت با در نظر گرفتن تاثیرات اندر کنش سد و مخزن بر روی سد کوینا انجام شده است که در نهایت مشخص میشود، کاربرد این مدل نتایجی معقول در بر خواهد داشت و پروفیل ترک بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی دارد.

یکی از مهمترین مراحلی که در مدل‌سازی مسائل آب‌های زیرزمینی بایستی انجام شود، کالیبراسیون مدل می‌باشد. با توجه به وقت‌گیر بودن فرآیند کالیبراسیون به صورت دستی، ارائه‌ی مدل‌های قابل اطمینان برای خودکار‌سازی این فرآیند بسیار قابل توجه می‌باشد.
در این پایان‌نامه چگونگی استفاده از مدل‌های شبیه‌ساز-بهینه‌ساز جهت کالیبراسیون مدل‌ها با ارتباط خارجی میان دو قسمت، تشریح شده است. مدل شبیه‌ساز بر اساس روش المان محدود بوده و توانایی مدل کردن آبخوان‌های محصور و غیرمحصور را دارا می‌باشد. مدل بهینه‌ساز نیز از الگوریتم ژنتیک حقیقی برای کالیبره کردن پارامتر‌های مورد نظر استفاده می‌کند.
طی فرآیند حل مسئله، مدل شبیه‌ساز با استفاده از پارامتر‌های حدس زده شده توسط الگوریتم ژنتیک، مقادیر ارتفاع هیدرولیکی در نقاط مشاهداتی را شبیه‌سازی کرده و این مقادیر برای محاسبه‌ی مقدار تابع هدف استفاده شده است. تابع هدفی که معیّار سنجش حل‌ها بوده، شامل تفاضل مربعات ارتفاع هیدرولیکی مشاهداتی و محاسباتی بوده است.
در طی فرآیند کالیبراسیون سعی شده است مدل برای کالیبره کردن انواع مختلف پارامتر‌های ورودی مدل شامل، ضریب ذخیره، ضریب نفوذ‌پذیری، دبی چاه‌های برداشت و محل آن‌ها و همچنین شرایط مرزی آبخوان آزموده شود.
با بررسی خطای نسبی بین مقادیر دقیق و مقادیر تخمین زده شده توسط مدل بهینه‌ساز ملاحظه می‌شود که مدل مذکور عملکرد مناسبی دارد و در اکثر مسائل جواب‌های قابل اعتمادی ارائه می‌دهد.
 

آبشکن¬های رودخانه¬ای, از سازه¬های مهم ساماندهی رودخانه به شمار می¬آیند. آبشکن¬ها سازه¬های متقاطع یا عرضی هستند که از دیواره رودخانه به سمت محور جریان توسعه یافته و کارایی اصلی آنها, انحراف جریان از کناره رودخانه و هدایت آن به سمت مجرای اصلی است. علیرغم کاربرد گسترده آبشکن¬ها, هنوز ضوابط عمومی برای طراحی مطمئن آبشکن¬ها ارائه نشده و کاربرد نتایج تجربی و نیمه تجربی موجود برای شرایط محدودی توصیه شده است. از آنجا که این دستورالعمل¬ها, بیشتر تابع سلیقه و تجربه مهندس طراح هستند؛ ممکن است که نتایج بسیار متفاوتی از آنها حاصل گردد. در این مطالعه سعی شده است با توجه به هر یک از اهداف اصلی ساخت آبشکن¬ها و تاثیرات عوامل مهم در جانمایی و طراحی آنها, روشی دقیق و نظام¬مند, متکی بر روش¬های ریاضی برای طراحی اینگونه سازه¬ها ارائه گردد. بدین منظور ابتدا با شبیه¬سازی جریان پیرامون آبشکن برای هندسه¬های مختلف و مقایسه نتایج آنها با نتایج مدل¬های دیگر و نتایج آزمایشگاهی, صحت و دقت مدل ریاضی تحلیل¬گر FAST-2D مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن با اتصال مدل¬ تحلیل¬گر جریان و مدل بهینه¬ساز, مدلی جهت انجام پروسه¬ی بهینه¬سازی آرایش آبشکن¬ها تهیه گردید. در ادامه با تاکید بر روی برخی از اهداف ساخت آبشکن¬ها, آرایش بهینه¬ی هر یک از موارد با تعریف هندسه, شرایط هیدرولیکی و تابع هدف به مدل تهیه شده, محاسبه شد.

شسیبشس