بررسی و مقایسه عملکرد سه روش داده کاوی ANN، GEP وRF در تخمین ضریب دبی جریان در سرریزهای لبه‌پهن با مقطع طولی ذوزنقه‌ای

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز، گروه مهندسی آب

2 دانشجوی دکتری - گروه علوم و مهندسی آب- دانشگاه تبریز

3 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22125/iwe.2023.173240
چکیده

تعیین دقیق ضریب دبی نقش بسیار مهمی را در برآورد مقدار جریان از روی سرریزها دارد. لذا تخمین آن با روش­های دقیق مهم می­باشد. هدف از این تحقیق، مدل­سازی و تخمین ضریب دبی در سرریزهای لبه‌پهن با مقطع طولی ذوزنقه­ای می­باشد. برای این منظور پس از شبیه­سازی عددی جریان با نرم­افزار ANSYS FLUENT و استخراج نتایج، از سه مدل هوشمند ANN(MLP) ، GEP و RF در تخمین ضریب دبی استفاده شد و نتایج آن­ها مورد مقایسه قرار گرفت. ارزیابی نتایج با استفاده از معیارهای آماری R2، RMSE و KGE و هم‌چنین دیاگرام­های گرافیکی انجام گردید. مقادیر معیارهای آماری R2، RMSE  وKGE  به ترتیب 906/0، 016/0 و 927/0 برای مدل  ANN(MLP) 790/0، 025/0و780/0 برای مدل GEP و 898/0، 013/0 و 841/0 برای مدل RF به دست آمد. نتایج معیارهای آماری، برتری ANN(MLP) نسبت به سایر روش­ها را نشان می­دهد. محدوده درصد خطای نسبی (RE%) برای مدل برتر کمتر از حدود   حاصل گردید. دیاگرام ویولنی نشان داد که توزیع احتمال داده­های تخمینی با مدل  ANN(MLP)با داده­های حاصل از شبیه­سازی عددی به روش حجم محدود تطابق بسیار نزدیک و مشابهی دارد. هم‌چنین نمودار تابع چگالی احتمال باقی‌مانده­ها در مدل ANN(MLP) نسبت به سایر مدل­های مورد بررسی در تحقیق حاضر به توزیع نرمال نزدیکتر می­باشد.