پیش بینی و ارزیابی عمق آبشستگی در زیر خطوط لوله با استفاده از روش های پایه کرنلی برای جریان های یکنواخت

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

3 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

doi
10.22034/jcee.2022.49189.2097
چکیده

امروزه در سراسر دنیا از خطوط لوله برای انتقال سیالات از نقطه‌ای به نقطه دیگر استفاده می‌شود. عبور خطوط لوله از بستر رودخانه، دریا و اقیانوس‌ها باعث ایجاد تغییراتی در الگو جریان می‌شود. در نتیجه این تغییرات، تنش برشی بستر و آشفتگی جریان افزایش می‌یابد و خاک بستر زیر این خطوط را دچار آبشستگی کرده و گودال آبشستگی به‌وجود می‌آید. این گودال‌ها سبب می‌شوند که لوله تحت اثر نیروی وزن خود در معرض آسیب‌دیدگی و شکست باشد؛ که در صورت وقوع این اتفاق خسارات جبران‌ناپذیر محیط زیستی و مالی ایجاد می‌کند. از این رو بررسی عمق گودال آبشستگی و عوامل مؤثر در به‌وجود آمدن آن برای کاهش آبشستگی و خسارات ناشی از آن بسیار حائز اهمیت می‌باشد. در این تحقیق به تأثیر عوامل متعددی بر آبشستگی زیر خطوط لوله در جریان یکنواخت با استفاده از روش رگرسیون فرایند گاوسی (GPR) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) و مقایسه نتایج آن با روابط ارائه شده پرداخته شده است. بدین منظـور داده‌های آزمایشگاهی متعددی مورد استفاده قرار گرفته و پس از تعریف چندین پارامتـر بدون بعد، عملکرد روش‌های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به‌دست آمده به خوبی نشان می‌دهـد که این روش‌ها کارایی بهتری نسبت به روابط تجربی دارند. بررسی‌ها نشان داد مـدل ماشین بردار پشتیبان با متغییرهای ورودی h/D، D/d، Re و S0 با دارا بودن مقادیر معیارهای ارزیابی RMSE برابر 084/0، R برابر با 877/0 و NSE برابر 767/0 بهترین نتیجه و عملکرد را دارد.