مدل‌سازی انتقال رسوب در لوله‌های دایروی ‌صاف و زبر انتقال دهنده آب باران با استفاده از آنالیز فاکتوریل و روش‌های هوشمند و تجربی

رسوب‌گذاری یکی از مشکلات جدی در لوله های انتقال آب و فاضلاب شهری است که انتقال جریان آب را مختل می ‌کند. به دلیل پیچیدگی پدیده انتقال رسوب و وجود چندین پارامتر موثر در تخمین آن، تعیین روابط حاکم مشکل می‌ باشد. در این تحقیق کارایی روش هوشمند رگرسیون فرآیند گاوسی (gpr) در تخمین انتقال رسوب در لوله‌های دایروی شکل انتقال دهنده آب باران در دو بستر صاف و زبر بررسی شده است. در این راستا، با استفاده از روش آنالیز فاکتوریل و با در نظر گرفتن مشخصات هیدرولیکی و ذرات رسوبی، ابتدا پارامترهای دارای همبستگی بیشتر با پارامتر انتقال رسوب در هر نوع لوله تعیین شد. سپس، با استفاده از این پارامترها مدل‌های متفاوتی تعریف گردید و با استفاده از سه سری داده آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، دقت نتایج حاصله با روش های سنتی مقایسه شد. نتایج حاصله کارایی و برتری روش هوشمند gpr را در تخمین رسوب انتقالی از لوله‌های انتقال آب باران نسبت به معادلات تجربی مبتنی بر تکنیک های رگرسیون غیرخطی نشان داد. برای دو لوله با شرایط هیدرولیکی اشاره شده، مدل با پارامترهای λs, fm, dgr, d50/y که به ترتیب بیانگر اندازه نسبی ذرات، اندازه بدون بعد ذرات، عدد فرود ذرات رسوب و ضریب اصطکاک کلی می ‌باشند، مدل برتر به دست آمد. همچنین مشاهده شد که قطر لوله بر کارایی مدل ها تاثیرگذار بوده و با افزایش قطر لوله دقت مدل افزایش می یابد. نتایج آنالیز حساسیت به دو روش فاکتوریل و حذفی نیز نشان داد که پارامتر d50/y تاثیرگذارترین پارامتر در مدل ‌سازی است.

sediment transport modeling in circular smooth and rough rainwater transport pipes using factorial analysis, intelligence and empirical methods

sedimentation is one of the serious problems in water and urban wastewater transport pipes, which disturbs the transport of water flow. in this study, the capability of the intelligence gaussian process regression (gpr) approach was investigated in predicting sediment transport in circular rainwater transport pipes with smooth and rough beds. in this regard, at first, the hydraulic and sediment parameters which had the most correlation with sediment transport were determined using factorial analysis. then, different models were developed using these parameters and were investigated via three experimental data series. also, the accuracy of the obtained results was compared with the traditional techniques. the results showed the high efficiency of the intelligent gpr model in the prediction of sediment transport in rainwater transport pipes compared to the empirical methods based on non-linear regression techniques. for the two-mentioned hydraulic conditions of pipes, the model with input parameters λs, fm, dgr, d50/y, which are relative sediment size, non-dimensional sediment size, froude number of sediments, and total roughness coefficient, respectively, was obtained as a superior model. the factorial and omitted sensitivity analysis showed that d50/y was the most effective parameter in the estimation of sediment transport in both smooth and rough pipes.