عنوان

معرفي سرريز کنگره‌ای شبه‌کسینوسی و ارائه روشی هوشمند به‌منظور پیش‌بینی ضریب دبی و عملکرد آن

شماره

پ۲۶۶۳۹

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

معرفي سرريز کنگره‌ای شبه‌کسینوسی و ارائه روشی هوشمند به‌منظور پیش‌بینی ضریب دبی و عملکرد آن

نام نخستين پديدآور

سمیّه امامی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۵۰ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

علوم و مهندسی آب گرایش سازه های آبی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۱۱/۲۷

متن يادداشت

سرریزها از جمله سازه¬هایی هستند که به¬¬طور گسترده به‌منظور اندازه‌گیری دبی جریان و کنترل سطح آب مورد استفاده قرار می¬گیرند. استفاده از سرریزهای کنگره¬ای یکی از راه¬های مؤثر و اقتصادی جهت افزایش راندمان سرریز از طریق افزایش طول مؤثر تاج آن است، بدین صورت که در یک عرض معین و ارتفاع هیدرولیکی مشخص در مقایسه با سایر سرریزها، دبی بیش‌تری را عبور می‌¬دهند. معمولا سرریزهاي کنگره‌اي به‌عنوان گزینه‌اي مناسب براي اصلاح سرریزهایی که براي عبور دبی ماکزیمم محتمل با مشکل روبرو هستند، مطرح می‌شوند. بنابراین از لحاظ هیدرولیکی یک نوع سرریز مطلوب و بهینه تلقی می‌شوند. در همین راستا، در پژوهش حاضر، سرریزی جدید با نام سرریز کنگره¬ای شبه‌کسینوسی معرفی شد. ابتدا مدل‌هایی با عرض‌ها و ارتفاع‌های مختلف در نرم‌افزار FLUENT به‌عنوان یک آزمایشگاه مجازی ساخته شده، دبی و عمق جریان بالادست برای محاسبه‌ی ضریب دبی برداشت و در ادامه به پیش¬بینی ضریب دبی سرریز کنگره¬ای شبه‌کسینوسی با استفاده از روش ترکیبی نوین بر مبنای الگوریتم آنتی‌کرونا- سیستم استنتاج عصبی-فازی (ACVO-ANFIS)، پرداخته و نتایج حاصل از روش ترکیبی معرفی شده با روش¬های هوشمند پیشین مقایسه شد. برای صحت‌سنجی روش پیشنهادی از داده¬های آزمایشگاهی سرریزهای کنگره¬ای با پلان¬های مختلف استفاده شد. در ادامه به¬منظور شناسایی مدل برتر و تعیین پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی سرریز کنگره¬ای 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 بار¬های هیدرولیکی کم ، ضریب دبی بیش¬ترین مقدار خود را دارا می¬باشد. با افزایش شعاع انحناء قطاع نیم‌دایره‌ای، به‌دلیل افزایش طول مؤثر کنگره¬ها، ضریب دبی افزایش می‌یابد. با افزایش ارتفاع سرریز، در یک ثابت، ضریب دبی افزایش یافت. نتایج نشان داد در یک بار هیدرولیکی مشخص ( ثابت)، با افزایش طول بخش مستقیم بین انحناهای سرریز، به‌دلیل تداخل تیغه‌های ریزشی، ضریب دبی کاهش می‌یابد. با افزایش شعاع انحناء قطاع نیم‌دایره‌ای، به¬دلیل افزایش طول مؤثر سرریز، دبی عبوری از روی سرریز کنگره‌‌ای شبه‌کسینوسی افزایش می¬یابد. مقایسه‌های صورت گرفته حاکی از آن است که سرریز¬های کنگره‌ای شبه‌کسینوسی طول مؤثر بیش¬تری نسبت به سرریز¬های لبه¬تیز و مستطیلی هم¬عرض کانال داشته و به این ترتیب دبی بیش-تری در مقایسه با سرریز¬های هم¬عرض کانال از خود عبور می¬دهند. 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=0.009, MAPE=0.006, RRMSE=0.010, NSE=0.977، تأثیرگذارترین پارامترها در برآورد ضریب دبی سرریزهای کنگره‌ای شبه‌کسینوسی می‌باشند.

متن يادداشت

AbstractWeirs are one of the structures that are widely used to measure the flow rate and control the water level. The use of labyrinth weirs is one of the effective and economical ways to increase the efficiency of the weir by increasing the effective length of its crest, so that at a certain width and specific hydraulic height compared to other weirs, it passes more discharge. Usually, labyrinth weirs are considered as an appropriate choice to correct the weirs that are having difficulty in passing the maximum possible flow. For this purpose, in the present study, a new weir was introduced called the pseudo-cosine labyrinth weir. First, models with different widths and heights were built in FLUENT software as a virtual laboratory. The anti-corona algorithm and adaptive neuro-fuzzy inference system (ACVO-ANFIS) were used for predicting the discharge coefficient of pseudo-cosine labyrinth weir. Validation of the proposed method was performed using experimental data of labyrinth weirs with different plans. Then, to identify the superior model and determine the parameters affecting the discharge coefficient of pseudo-cosine labyrinth weir, the combination of different dimensionless parameters was evaluated. The performance of the proposed method was evaluated with five statistics, including determination coefficient (R2), root means square error (RMSE), mean absolute percentage error (MAPE), nash-Sutcliffe (NSE), and relative root mean square error (RRMSE). The results showed that in low hydraulic heads ((HT+W)/W<0.35)), the discharge coefficient has its highest value. As the radius increases, the discharge coefficient increases due to the increase in the effective length of the cycles. At a constant ((HHTT+W)+W)WW, with increasing weir height, the discharge coefficient increased. The results showed that at a certain hydraulic load (constant ((HHTT+W)+W)WW, with increasing the length of the straight section between the weir curves, the discharge coefficient decreases due to the interference of the collision of the nape. By increasing the radius, due to the increasing weir effective length, the dischage over the pseudo-cosine labyrinth weir increases. Comparisons show that pseudo-cosine labyrinth weirs have a longer effective length than rectangular sharp-crested weirs and thus have a higher discharge than rectangular sharp-crested weirs. The results of the ACVO-ANFIS model showed that the input variables are the ratio of the radius to the weir height (R/W), the ratio of the length of the weir to weir height (L/W), and the ratio of the hydraulic head to the weir height ((HHTT+W)+W)WW, with error values R2=0.971, RMSE=0.009, MAPE=0.006, RRMSE=0.010, and NSE=0.977, the most effective parameters in determining the discharge coefficient of pseudo-cosine labyrinth weirs.

عنوان گونه گون

Introducing Pseudo-Cosine Labyrinth Weir and Providing an Intelligent Method to Predict Discharge Coefficient and its Performance

عنصر شناسه اي

‏امامی،

ساير عناصر نام

‏سمیّه

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏‏پارسا،

عنصر شناسه اي

امامی،

عنصر شناسه اي

عباس‌پور،

ساير عناصر نام

‏جواد

ساير عناصر نام

‏ حجّت

ساير عناصر نام

‏اکرم

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز