ارزیابی کارایی روابط تجربی و مدل سازی عددی در پیش‌بینی ضریب دبی سرریزهای کلید پیانویی مستطیلی با استفاده از روش پاسخ سطح

نویسندگان

1 عضو هیات علمی گروه مهدسی آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تربیت مدرس

2 فارغ التحصیل رشته مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی ، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه محقق اردبیلی

doi
10.48311/mcej.2025.97991.0
چکیده

چکیده: در این تحقیق روابط هیدرولیکی ارائه شده برای سرریزهای کلید پیانویی مورد بررسی قرار گرفت. روابط تجربی ارائه شده توسط محققین در برخی منابع شامل پارامترهای هندسی متعدد بوده و در برخی منابع تنها شامل بررسی تعداد محدودی از این پارامترها می­باشد. در گام اول با استفاده از روش RSM-CCD و داده­های مطالعه­ی اندرسون (2011) روابط ضریب دبی در بازه­ی هد نسبی 2/0-1/0 و 9/0-2/0 در مجموع با 18 سری داده ارائه شده است. در گام دوم با طراحی مدل­های آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی، رابطه استخراج شده با استفاده از روش RSM-CCD با دیگر روابط هیدرولیکی سرریزهای کلید پیانویی با استفاده از شاخص­های آماری و در قالب نمودار ضریب دبی­-هدنسبی مورد مقایسه و اررزیابی قرار گرفت. مقادیر شاخص­های آماری حاصل از تعمیم رابطه­ی ضریب دبی به روش RSM-CCD، به 115 داده­ی آزمایشگاهی اندرسون (2011) به ترتیب برای R2 ، MAE، RMSE، 9985/0 ،0034/0 و 0041/0 می­باشد که نشان دهنده­ی دقت این روش علی رغم استفاده از تعداد داده کمتر است. ارزیابی روابط هیدرولیکی ارائه شده برای پیش­بینی ضریب دبی مدل فیزیکی سرریز کلید پیانویی مطالعه شده در این تحقیق با استفاده از شاخص­های آماری نشان دهنده­ی عملکرد مطلوب روابط لیت ریبیرو و همکاران(2012) و میشلز (2012) است. مقادیر R2 ، MAPE، RMSEبه ترتیب برای دو رابطه­ی ذکر شده عبارتند از 99/0 ، 05/5 %، 063/0 و 96/0، 8/6 %، 071/0 می­باشد. مقایسه­ی نمودار ضریب دبی –هدنسبی استخراج شده برای روابط ضریب دبی حاصل از روش RSM-CCD و مدل آزمایشگاهی، نشان­دهنده­ی افزایش دقت این رابطه با افزایش هد نسبی جریان است بگونه­ای که مقادیر MAPE محاسبه شده برای بازه­ی هد نسبی 3/0-1/0 و بازه­ی هد نسبی 3/0-8/0 به ترتیب 11% و 25/1­% است که میتواند در پیش بینی ضریب دبی در هد نسبی بالا مورد توجه قرار گیرد.