ارزیابی اثرات هندسه سرریز پلکانی در میزان استهلاک انرژی جریان عبوری با استفاده از سیستم استنتاج فازی

از مشخصه های بارز در عملکرد سرریز پلکانی، قابل ملاحظه بودن استهلاک انرژی در طول آن در مقایسه با انواع سرریزهای دیگر می باشد. با توجه به این ویژگی، کوشش جهت کسب دیدگاهی دقیق تر در ارتباط با پارامتر استهلاک انرژی و نهایتاً افزایش مقدار آن، محور اکثر تحقیقات مربوط به این نوع از سرریزها بوده است. در این مطالعه جهت ارزیابی تاثیر پارامتر هایی چون عمق بحرانی (yc)، تعداد پله ها (n) و شیب کف پله ها (a)، با ثابت در نظر گرفتن نسبت طول و ارتفاع کلی سرریز، از مدل نرم افزار flow3d به عنوان یک نرم افزار قوی در تحلیل میدان جریان، استفاده گردیده است. به منظور صحت سنجی عملکرد مدل عددی مربوطه در تخمین پارامتر استهلاک انرژی نیز یک مدل فیزیکی سرریز پلکانی در یک کانال جریان آزمایشگاهی مورد آزمایش قرار گرفته و با استفاده از سیستم پردازش تصویر، تغییرات پروفیل سطح جریان ارزیابی شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که با افزایش مقدار دبی، میزان استهلاک انرژی کمتری حاصل می شود. تعداد پلکان و شیب معکوس روی پله ها نیز از جمله عوامل دیگری هستند که بر میزان استهلاک انرژی تاثیر می گذارند. با افزایش تعداد پلکان و شیب معکوس روی هر پله، استهلاک انرژی بیشتر می شود. به طوری که در مدل 4 پله ای و با شیب ثابت 4 درجه، تغییرات دبی از 03/0 به 08/0 متر مکعب بر ثانیه، باعث کاهش میزان استهلاک انرژی به اندازه 5/1% گشته در حالی که در دبی ثابت 03/0 متر مکعب بر ثانیه، تغییر حالت پله از شیب صفر به شیب 4 درجه موجب افزایش استهلاک انرژی به میزان 9/0% گردیده است. نهایتاً، نظر به اهمیت روز افزون محاسبات نرم در مطالعه مسائل عملی، به ارزیابی پارامتر استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی با استفاده از سیستم استنتاج فازی پرداخته و اقدام به تهیه یک مدل سیستم استنتاج فازی بر اساس شرایط موجود شده است. مشاهده می گردد که نتایج حاصل از سیستم استنتاج فازی با مقادیر پیش بینی شده توسط مدل سازی عددی و داده های آزمایشگاهی دارای تطابق مناسبی است. ارزیابی نتایج حاصله، دلالت بر کارآئی مفهوم سیستم استنتاج فازی در محاسبه پارامتر استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی دارد.