کاربرد محاسبات نرم در افزایش دقت پیش‌بینی ضریب دبی جریان سرریزهای جانبی مستطیلی

نویسندگان

1 گروه عمران، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

doi
10.22125/iwe.2022.150692
چکیده

به دلیل نقش ضریب دبی جریان در ظرفیت گذردهی سرریزها، پیش­بینی دقیق آن از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این پژوهش از دو الگوریتم GEP و SVM برای شبیه­سازی ضریب دبی در سرریز جانبی مستطیلی نصب شده در کانال اصلی مستطیلی (سناریوی اول) و ذوزنقه­ای (سناریوی دوم) استفاده شده است. ابتدا پارامترهای موثر بر Cd شامل عدد فرود بالادست (Fr1)، عمق آب بالادست (h1 یا yo)، ارتفاع سرریز (P یا W)، طول سرریز جانبی (L)، عرض کانال اصلی (b) و شیب جانبی دیواره کانال اصلی (Z) شناسایی شدند. سپس به کمک تحلیل ابعادی، چهار پارامتر بی­بعد Fr1، ،    و  در سناریوی اول و سه پارامتر بی­بعد 1Fr، Z و  در سناریوی دوم استخراج شدند. نتیجه­های دو الگوریتم با نتیجه­های معادله­های تجربی و رگرسیونی به کمک شاخص­های مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تبیین (2R)، خطای نسبی (RE) و نسبت تفاوت توسعه داده شده استاندارد شده (ZDDR) مقایسه شدند. مقدار (RMSE، 2R، RE، ZDDR) در فاز آزمون برای سناریوی اول در الگوریتم­های GEP و SVM به ترتیب (036/0، 962/0، 76/7، 48/5) و (037/0، 952/0، 6/9، 8/3) و برای معادله­ی رگرسیونی کلاسیک برتر (040/0، 912/0، 527/4، 439/2)  محاسبه شدند. در سناریوی دوم نیز مقدارهای متناظر برای الگوریتم­های GEP و SVM به ترتیب (0676/0، 992/0، 1/3، 14/1) و (043/0، 934/0، 3/10، 71/0) و برای معادله­ی رگرسیونی (068/0، 818/0، 9/11، 511/0) محاسبه شدند. نتیجه­ی پژوهش نشان دهنده­ی برتری الگوریتم­های هوشمند نسبت به روش­های کلاسیک و همچنین برتری الگوریتم GEP نسبت به SVM بود.