سرریز کنگرهای شبهکسینوسی و بررسی ضریب دبی آن با استفاده از رویکرد شبیهسازی-پیشبینی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری سازه های آبی، گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز
2 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران
4 استادیار گروه مهندسی کامپیوتر دانشگاه بناب
doi
چکیده
سرریزهای کنگرهای بهعنوان گزینهای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور دبی ماکزیمم محتمل با مشکل روبرو هستند، مطرح میشوند. در همین راستا، در پژوهش حاضر، سرریزی جدید با نام سرریز کنگرهای شبهکسینوسی معرفی شده است. ابتدا مدلهایی با عرضها و ارتفاعهای مختلف در نرمافزار FLUENT به عنوان یک آزمایشگاه مجازی ساخته شده، دبی و عمق جریان بالادست برای محاسبهی ضریب دبی برداشت، و در ادامه به پیشبینی ضریب دبی سرریز کنگرهای شبهکسینوسی با استفاده از روش ترکیبی نوین بر مبنای الگوریتم آنتیکرونا- سیستم استنتاج عصبی-فازی (ACVO-ANFIS)، پرداخته شد. صحتسنجی روش پیشنهادی با استفاده از دادههای آزمایشگاهی انجام شد. در ادامه بهمنظور شناسایی مدل برتر و تعیین پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی سرریز کنگرهای شبهکسینوسی، ترکیب پارامترهای بیبعد مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد روش پیشنهادی با پنج آماره، شامل ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطاهای پیشبینی (MAPE)، معیار کارایی (NSE) و جذر میانگین مربعات خطای نسبی (RRMSE)، ارزیابی شد. نتایج نشان داد در بارهای هیدرولیکی کم، ضریب دبی بیشترین مقدار خود را دارا میباشد. با افزایش شعاع انحناء قطاع نیمدایرهای، بهدلیل افزایش طول مؤثر کنگرهها، ضریب دبی افزایش میشود. با افزایش ارتفاع سرریز، در یک H/W ثابت، ضریب دبی افزایش یافت. نتایج مدل ACVO-ANFIS نشان داد متغیرهای ورودی نسبت شعاع انحناء قطاع نیمدایرهای به ارتفاع سرریز (R/W)، نسبت طول سرریز به ارتفاع آن (L/W) و نسبت بار آبی به ارتفاع سرریز (H/W)، با مقادیر خطای R2=0.971, RMSE=00.9, MAPE=0.006, RRMSE=0.010, NSE=0.977، تأثیرگذارترین پارامترها در برآورد ضریب دبی سرریزهای کنگرهای شبهکسینوسی میباشند.