بررسی ضریب دبی سرریزهای کنگرهای منقاری مثلثی با استفاده از نرمافزار FLUENT و الگوریتمهای گرگ خاکستری و انتخابات
نویسندگان
1 گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز
2 گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز
3 گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بناب
4 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه تبریز
doi
10.22091/cer.2021.6942.1250چکیده
سرریزهای کنگرهای از جمله سازههای هیدرولیکی مهم جهت تنظیم سطح آب و کنترل جریان در کانالها، رودخانهها و مخازن سدها محسوب میشوند. جهت استفاده بهینه از این نوع سرریزها، برآورد مقدار ضریب دبی ضروری است. در همین راستا، در این پژوهش با استفاده از مجموعه دادهای شامل 120 داده آزمایشگاهی جمعآوری شده توسط کومار و همکاران (2011) و عددی شبیهسازی شده توسط نرمافزار FLUENT با استفاده از مدل آشفتگی (k-ε RNG) به برآورد بهینه ضریب دبی سرریزهای کنگرهای منقاری مثلثی که در یک کانال مستطیلی به عرض 0.28 متر، طول 12 متر و ارتفاع 0.41 متر تعبیه شده، با استفاده از الگوریتمهای فراابتکاری نوین گرگ خاکستری (GWO) و انتخابات (EA)، پرداخته شد. برای بررسی اثر ضریب دبی، زوایای 30، 60، 90، 120، 150 و 180 درجه با ارتفاع سرریز، 10 سانتیمتر انتخاب و شرایط جریان در تمامی حالات بهصورت زیربحرانی، آشفته و جریان ریزشی در نظر گرفته شد. تابع هدف مجموع مربعات اختلاف بین دبی محاسباتی و مشاهداتی است که بهصورت کمینه تعریف شد. مقایسه نتایج الگوریتمهای GWO و EA و نرمافزار FLUENT با کسب مقادیر R2=0.96 و NRMSE=0.052 در مقایسه با مقادیر مشاهداتی، نشاندهنده تطابق مناسب بین مقادیر مشاهداتی و محاسباتی میباشد. با توجه به نتایج حاصل از اجرای الگوریتمهای GWO و EA مقدار ضریب دبی جریان بهینه در بین سرریزهای کنگرهای منقاری مثلثی مورد بررسی در سرریز با زاویه رأس 60 درجه و بهترتیب برابر با مقادیر 0.44 و 0.5 بهدست آمد.