ارزیابی تاثیر پارامترهای هیدرولیکی و هندسی روی ضریب گذردهی سرریزهای کنگرهای با دو روش آزمایشگاهی و الگوریتم‌های هوشمند
محورهای موضوعی : برگرفته از پایان نامهمهدی ماجدی اصل 1 , مهدی فولادی پناه 2 , رسول دانشفراز 3 , خلیل جنت 4
1 - دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز، ایران
3 - استاد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
4 - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
کلید واژه: ضریب دبی, بهبود عملکرد سرریز, الگوریتم داده‌مبنا, تحلیل ابعادی,
چکیده مقاله :
مقدمه: ظرفیت بالای گذردهی سرریزهای کنگرهای در مقایسه با سرریزهای خطی، استفاده و کاربرد آنها را به عنوان سازههای تنظیمکنندهی سطح آب، تخلیهی سیلاب و اندازهگیری جریان افزایش داده است. ضریب دبی جریان نقش بسیار مهمی در میزان دبی عبوری از روی سرریزهای کنگرهای ایفا میکند. روش: پارامترهای موثر در ضریب دبی شامل ارتفاع انرژی کل جریان بالادست نسبت به تاج سرریز (Ht)، طول تاج سرریز (Lcw)، عدد فرود بالادست (Fr)، طول دماغه سرریز (A)، عرض کل سرریز (W)، ارتفاع سرریز (P)، شکل سرریز (SF)، افزایش ارتفاع سرریز (C)، هستند. در این پژوهش، کارکرد نه مدل آزمایشگاهی سرریزهای کنگرهای به کمک تغییر زاویهی دیواره (سه زاویهی 12، 20 و 35 درجه)، ارتفاع سرریز (5/1 درصد افزایش ارتفاع)، شکل تاج (مسطح و ربع دایره)، شیب دهانهی سرریز و فرم دماغهی سرریز (خطی و نیمدایره) در قالب ضریب دبی سرریز تحت شرایط جریان آزاد مورد ارزیابی قرار گرفتهاند. مدل شاهد، سرریز کنگرهای مستطیلی میباشد. یافتهها: تغییرات ضریب دبی نسبت به نشان داد با افزایش زاویهی دیواره مقدار ضریب دبی به طور متوسط نسبت به مدل شاهد 76 درصد افزایش یافت. با اعمال شیب کف بالادست و تغییر فرم دماغه، بهبود عملکرد سرریز به طور متوسط 3/12 درصد زیاد شد. در نهایت افزایش ارتفاع سرریز منجر به بهبود 5/26 درصدی مقدار ضریب دبی نسبت به مدل شاهد شد. بهبود هدایت جریان و نیز عدم تداخل تیغههای جریان با اعمال اصلاحات فوقالذکر دلیل بهبود عملکرد سرریز هستند. در ادامه دو الگوریتم ماشین بردار پشتیبان و برنامهریزی بیان ژن برای شبیهسازی ضریب دبی با استفاده از 18 مدل از ترکیبهای مختلف پارامترهای بیبعد مورد استفاده قرار گرفتند. بهینهترین مدل در SVM شامل پارامترهای , , , , SF, C و بهینهترین ترکیب در الگوریتم GEP شامل پارامترهای , Fr, , , , C, SF بودند. نتیجهگیری: مقایسه آمارههای ارزیابی عملکرد ضمن تایید قابلیت بسیار زیاد هر دو الگوریتم در پیشبینی ضریب دبی جریان، حاکی از برتری الگوریتم GEP نسبت به الگوریتم SVM بود.
Non-linear weirs have more passing length than linear ones for a certain value of flow width, so they have more utilization for water surface adjustment, flow control in channels, rivers, and dam reservoir purposes. Labyrinth weir is a common type of non-linear weir that has been considered by researchers in recent decades. The effect of some geometric and hydraulic characteristics appears as discharge coefficient in the head-discharge relationship. For the same conditions, the higher the discharge coefficient, the more flow will pass over the weir. The experimental study is one of the methods to determine the effect of parameters on the discharge coefficient value. Due to the occurrence of complex phenomena that can not be measured or the existence of physical limitations in the laboratory, the use of intelligent artificial methods has become a growing trend in recent decades. The GEP and the SVM are two algorithms with train and test base phases that are used to extract the hidden and complex relationships among dependent and independent variables. In this research work, in addition to the experimental assessment of different geometric and hydraulic parameters on discharge coefficient, the outputs of the two mentioned algorithms have been considered and compared with laboratory results.