شبیه‌سازی عمق آبشستگی در اطراف پایه‌های پل جفت و سه‌تایی با استفاده از روش دست بندی گروهی داده‌ها

تخمین و محاسبه آبشستگی در اطراف سازه ها از قبیل پایه پل ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مطالعه، با استفاده از روش دسته بندی گروهی داده ها (gmdh) عمق آبشستگی در اطراف پایه پل های دوقلو و سه تایی شبیه سازی گردید. در ابتدا، موثرترین پارامترها بر روی عمق آبشستگی شناسایی شدند و سپس چهار مدل مختلف gmdh تعریف گردید. برای صحت سنجی نتایج مدل های gmdh از مقادیر آزمایشگاهی استفاده گردید که 70% مقادیر آزمایشگاهی برای آموزش مدل های gmdh و 30 درصد باقیمانده برای آزمون این مدل ها بکار گرفته شدند. در ادامه با انجام یک تحلیل حساسیت، مدل های برتر و موثرترین پارامترهای ورودی معرفی شدند. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که مدل های gmdh مقادیر آبشستگی ها را با دقت قابل قبولی پیش بینی کردند. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی (r)، شاخص پراکندگی (si) و شاخص عملکرد (vaf) برای مدل برتر در شرایط آزمون به ترتیب برابر با 0.949، 0.212 و 90.129 محاسبه شدند. علاوه بر این، عدد فرود به عنوان مهمترین پارامتر ورودی برای تخمین عمق آبشستگی توسط مدل gmdh معرفی گردید. همچنین، مقدار ضریب اختلاف متوسط برای مدل برتر معادل با 1.228 بود. برای مدل های gmdh مختلف چهار رابطه ارائه گردید و در انتها یک کد کامپیوتری برای شبیه سازی عمق آبشستگی توسط مدل gmdh ارائه گردید.

Simulation of Scour Depth Around Twin and Three Piers Using Group Method of Data Handling

Estimation and computation of scouring around structures such as piers has a significant importance. In this study, scour depth in the vicinity of twin and three piers was simulated using Group Method of Data Handling (GMDH). First, effective parameters on scour depth were identified and then four different GMDH models were defined. To verify the simulation results, some experimental measurements were applied and 70% of these data were utilized to train the GMDH models, whereas 30% of the data were employed to test the models. Subsequently, the best GMDH model and the most influencing input parameters were introduced by conducting a sensitivity analysis. The sensitivity analysis showed that the GMDH models estimated the scour depth with acceptable accuracy. For instance, the correlation coefficient (R), scatter index (SI), and variance accounted for (VAF) for the best GMDH model were respectively calculated to be 0.949, 0.212, and 90.129. In addition, the Froude number was detected as the most important input variable to estimate the scour depth through GMDH model. Moreover, the mean discrepancy ratio (DRave) for the superior GMDH model was computed to be 1.228. For different GMDH models, four equations were presented and lastly a computer code was provided to simulate scour depth by means of the GMDH model.