مدل‌سازی ضریب دبی سرریز جانبی واقع بر کانال همگرا با استفاده از ماشین آموزش نیرومند

در این مطالعه با استفاده روش جدید ماشین آموزش نیرومند برای اولین بار ضریب دبی سرریزهای جانبی واقع بر کانال های همگرا شبیه سازی شد. برای بررسی دقت مدل عددی از شبیه سازی های مونت کارلو استفاده و برای اعتبار سنجی مقادیر آزمایشگاهی از روش اعتبارسنجی ضربدری بهره گرفته شد. سپس پارامترهای ورودی برای شبیه سازی ضریب دبی شناسایی گردید. در ادامه با یک پروسه سعی و خطا تعداد نرون های لایه مخفی ماشین آموزش نیروند تعیین گردید. در قسمت بعد نیز بهینه ترین تابع فعال سازی بدست آمد. در ادامه با استفاده از پارامترهای ورودی شش مدل ماشین آموزش نیرومند توسعه داده شد و با تحلیل حساسیت مدل برتر و موثرترین پارامتر ورودی شناسایی گردید. مدل برتر مقادیر ضریب دبی را با دقت مناسبی تخمین زد. به عنوان مثال مقادیر شاخص های r2 و mape برای این مدل به ترتیب مساوی 0.963 و 5.135 تخمین زده شد و عدد فرود در پائین دست سرریز جانبی (fd) به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر معرفی گردید. سپس برای مدل برتر یک رابطه ارائه گردید.

Modeling Discharge Coefficient of Side Weir on Converging Channel Using Extreme Learning Machine

In this study, the discharge coefficient of side weirs located on converging channels was simulated for the first time using a new method of Extreme Learning Machine (ELM). To examine the accuracy of the numerical model, the Monte Carlo simulations were used and the experimental values validation was conducted by the kfold cross validation method. Then, the input parameters were detected for simulating the discharge coefficient. Subsequently, the number of the Extreme Learning Machine hidden layer neurons was determined using a trial and error process. In the next step, the most optimized activation function was also obtained. Then, using the input parameters, six ELM models were developed and the superior model and the most effective input parameter were identified through a sensitivity analysis. The superior model estimated the discharge coefficient values with an acceptable accuracy. For example, the values of the indices R2 and MAPE for this model were estimated 0.963 and 5.135, respectively and the Froude number at the downstream of the side weir (Fd) was introduced as the most effective parameter. Then, a relationship was provided for the superior model.