برآورد دبی جریان در فلوم‌های با تنگ‌شدگی مثلثی شکل با استفاده از روش‌های یادگیری ماشین

فلوم‌های گلو بریده که نوعی پارشال فلوم‌ بدون بخش طولی گلوگاه می باشند، به‌عنوان ابزارهایی ساده و کارامد نقش بسزایی حهت اندازه‌گیری دبی جریان در کانال های روباز محسوب می‌شوند. نصب ساده، هزینه راه اندازی پایین و دقت بسیار مناسب در اندازه‌گیری میزان دبی جریان از ویژگی‌های مهم این نوع از سازه‌هاست. در این پژوهش از نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از سازه فلوم گلو بریده که با قرار دادن دو صفحه مثلثی در دو طرف دیواره‌های کناری یک کانال مستطیلی و تشکیل مقطع مستطیلی و ذوزنقه ای به کار گرفته شد، جهت توسعه مدل های یادگیری ماشین مورد بررسی قرار گرفت. به منظور برآورد دبی جریان در این نوع از کانال ها از مدل‌های شامل دسته‌بندی گروهی داده‌ها (gmdh)، ماشین بردار پشتیبان (svm) و جنگل تصادفی (rf) استفاده گردید. بدین منظور از پارامترهای هندسی و هیدرولیکی شامل عرض تنگ‌شدگی در محل سازه، شیب‌های افقی و عمودی دیواره‌های مثلثی شکل، عمق نسبی جریان به‌عنوان متغیر ورودی استفاده و دبی به‌عنوان متغیر خروجی (پاسخ) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که مقدار آماره ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) برای مدل‌های مبتنی بر gmdh، svm و rf به‌ترتیب، 0/033، 0/016 و 0/020 و مقدار آماره ضریب تعیین (r2) به‌ترتیب، 0/805، 0/951 و 0/900 به‌دست آمد. مقایسه بین تحقیقات گذشته و نتایج حاضر حاکی از برتری عملکرد مدل مبتنی بر svm نسبت به سایر مدل‌های توسعه یافته بود. عمق آب به عرض مقطع تنگ شده به‌عنوان مهم‌ترین داده ورودی مدل‌ها توسعه یافته شناسایی شد. همچنین افزایش تعداد ساختار درخت تصمیم به بیش از 12 عدد در دقت عملکرد مدل مبتنی بر rf، تغییر محسوسی نداشت.

discharge prediction in flumes with trapezoidal contraction by machine learning techniques

the effective use of water for irrigation requires that flow discharge and flow volume be measured carefully. venturi flumes are widely-used structures for monitoring flow discharges in canal networks (venturi tubes used in pipelines). venturi was the first that observed the effect of a local contraction in a conduit on flow velocity distribution. the venturi flumes have a local constriction. these devices may be built in different shapes and generally are very accurate when operated under free outflow conditions. longitudinal section of the venturi flumes has a constant bottom slope, or the bottom has a local sill or hump. the venturi flume with an arc-shaped inlet is referred to as khafagi flume. montana flume is also a flume without diverging downstream wall. the polygonal-shaped flumes are simpler in construction than curve-shaped flumes and are less expensive due to plan shaped elements. the parshall flume is characterized by a specific shape with variousdegrees of convergence and divergence.