بررسی تاثیر مشخصات جریان و ذرات رسوبی بر انتقال رسوبات ماسه‌ای در مقاطع دایروی با استفاده از روش‌های داده‌گرا

پدیده ی رسوبگذاری به دلیل تاثیر آن در ظرفیت انتقال و عملکرد هیدرولیکی سازه های انتقال آب به عنوان یکی از مسائل مهم در مهندسی آب تلقی می شود. با توجه به تاثیر عوامل مختلف در پیش بینی میزان انتقال بار رسوبی، تعیین دقیق پارامترهای تاثیرگذار کاری دشوار و پیچیده است. در تحقیق حاضر کارایی روش های هوشمند رگراسیون فرآیند گاوسی (gpr) و سیستم استنتاج عصبی فازی انطباقی (anfis) در پیش‌بینی رسوبات ماسه ای در لوله‌های دایروی شکل با بستر زبر و غیر زبر مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور با استفاده از چندین سری داده ی آزمایشگاهی، مدل های متفاوتی با در نظر گرفتن تاثیر پارامترهای هیدرولیکی و مشخصات ذرات رسوبی تعریف گردیده و در لوله های با بستر زبر و غیر زبر مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله دقت بالای روش به کار رفته در تحقیق را به اثبات رساند. مطابق با نتایج در برآورد مقدار بار رسوبی تنها استفاده از پارامترهای هیدرولیکی منجر به جواب های دقیقی نمی گردد و مشخصات ذرات رسوبی نیز در تخمین این پارامتر تاثیرگذار است. با انجام آنالیز حساسیت مشخص شد که عدد فرود ذرات رسوبی تاثیرگذارترین پارامتر در تخمین بار رسوبی در لوله های دایروی شکل است. همچنین نتایج حاصله نشان داد که زبری بستر و دیواره های لوله بر انتقال ذرات رسوبی موثر بوده و افزایش زبری باعث کاهش دقت نتایج می گردد.

Investigating the Effect of Flow and Sediment Particles Characteristics on Sandy Sediments Transport in Circular Sections using Data Driven Methods

Sedimentation is one of the important phenomena in water engineering due to its effect on the transport capacity and hydraulic performance of water transport structures. As there are numerous factors that affect this phenomenon, it is difficult to accurately determine the most influential parameters. In the present study, the efficiencies of intelligent Gaussian Process Regression (GPR) and Adaptive NeuroFuzzy Inference System (ANFIS) approaches in the prediction of sandy sediments in circular pipes with rough and smooth beds have been evaluated. Using several series of laboratory data, different models were defined with considering the impacts of hydraulic parameters and sediment particle characteristics and evaluated for rough and smooth pipes. The results showed a high accuracy of the methods used in the present research. According to the results in estimating the sediment load in circular pipes using only hydraulic parameters did not lead to accurate results, and the properties of sediment particles also affect the estimation process of this parameter. With performing sensitivity analysis, it was observed that the particle's Froude number is the most important parameter in the estimation of sediment load in circular pipes. Also, the results showed that the bed and walls roughness of pipes was effective in sediment transport and the increase of roughness values reduced the accuracy of the results.