Effect of geometric specifications of ogee spillway on the volume variation of concrete consumption using genetic algorithm

Abstract

Nature is a great inspirational source of complex and interesting phenomena that can be used to solve current problems. Genetic algorithm is one of the nature-inspired meta-initiative algorithms that can play an important role in optimizing engineering. The purpose of this research is to achieve a relation to determine the volume of concrete used in the ogee spillway. With the help of genetic algorithm, optimization was performed in MATLAB software. The ratio of the volume of concrete used in the ideal spillway over P/H (height/head) was determined and finally the relation between W/P (width of the spillway and its height at the cross section) was reported with the volume of concrete consumption in the spillway. Using a regression model, a new relation was reported for two volumes of concrete consumption and geometric component (W/P). The results of the research indicated that there is linear and direct relation between (W/P) with concrete volume. By choosing the optimal width (W) to spillway height (P), it saves a significant amount at the cost of concrete and operation.

La naturaleza es una gran fuente de inspiración de fenómenos complejos e interesantes que pueden usarse para resolver problemas actuales. El algoritmo genético es uno de los algoritmos de meta-iniciativa inspirados en la naturaleza que pueden desempeñar un papel importante en la optimización de la ingeniería. El propósito de esta investigación es lograr una relación para determinar el volumen de concreto utilizado en el aliviadero de ogee. Con la ayuda del algoritmo genético, la optimización se realizó con el software MATLAB. Se determinó la relación del volumen de concreto utilizado en el aliviadero ideal sobre P/H y finalmente se reportó la relación entre W/P (ancho del aliviadero y su altura en la sección transversal) con el volumen de consumo de hormigón en el aliviadero. Usando un modelo de regresión, se reportó una nueva relación para dos volúmenes de consumo de hormigón y W/P. Los resultados de la investigación indicaron que existe una relación lineal y directa entre el ancho y la altura del aliviadero (W/P) con el volumen de concreto. Al elegir el ancho óptimo (W) para la altura del aliviadero (P), se obtiene un ahorro significativo en costo de concreto y en operación.