توسعه همزمان مدل عددي و هوش مصنوعي جهت شبيه‌سازي جريان بر روي سرريزهاي جانبي

Developing the Numerical method and MLP Model to simulation of flow over side weir

مدل‌سازي عددي پديده‌ هاي هيدروليكي از مهم‌ترين بخش‌هاي علم مهندسي هيدروليك است. مدل‌ سازي عددي معمولاً شامل حل معادلات ديفرانسيل حاكم بر جريان و همچنين تخمين ضرايب موجود در اين معادلات مي‌ باشد. در مدل‌ سازي عددي هيدروليك جريان عبوري از بعضي از سازه‌ هاي مورد استفاده در مهندسي آب، مانند سرريزهاي جانبي نياز به حل همزمان معادلات ديفرانسيل و تخمين ضريب شدت جريان مي ‌باشد. سرريزهاي جانبي يكي از انواع سرريزهايي است كه به طور وسيعي در انواع پروژه‌ هاي مهندسي آب مورد استفاده قرار مي ‌گيرد. معادله حاكم بر هيدروليك سرريزهاي جانبي معادله متغير مكاني مي ‌باشد كه يك معادله ديفرانسيل معمولي است كه ضريب شدت جريان نيز در آن حضور دارد. مطالعه بر روي مشخصات هيدروليكي اين نوع سازه به دو قسمت برآورد پروفيل سطح آب و تخمين ضريب دبي تقسيم مي‌ شود. حل معادله ديفرانسيل هيدروليك سرريز جانبي منجر به برآورد پروفيل سطح آب عبوري از روي اين سازه مي‌ شود. براي مدل‌ سازي ضريب شدت جريان نيز نياز است كه از روش ‌هاي پرقدرتي مانند انواع مدل‌ هاي هوش مصنوعي استفاده شود. در اين تحقيق با توجه به اهميت موضوع، براي مدل ‌سازي عددي هيدروليك سرريز جانبي معادله جريان متغير مكاني با استفاده از روش رانج كوتاي مرتبه چهار حل گرديده و براي تخمين ضريب شدت جريان به توسعه مدل هوش مصنوعي شبكه عصبي تطبيقي (ANFIS) پرداخته شده است. خروجي مدل عصبي تطبيقي به عنوان يكي از ورودي ‌هاي مدل عددي بشمار مي‌رود. نتايج كلي نشان مي ‌دهد كه مدل نهايي كه از تركيب دو مدل هوش مصنوعي و مدل عددي تشكيل شده است از توانايي بسيار مناسبي جهت شبيه سازي هيدروليك اين سازه برخوردار مي ‌باشد.

Side weir is a type of weirs that used extensively in a variety ofengineering projects such as river engineering, dam,waste water , Irrigation and drainage network. So the study on the flow characteristics on the type weir, is one of the mostimportant topics in hydraulic engineering. The spatially varied flow (S.V.F)with discharge decreasing is governing equation to this type weir.Study on the hydraulic characteristics of this Structural, divided two part. One calculation of water surface profiles and twoestimate the discharge coefficient estimate. Numerical methods used to modeling water surface profiles. and for estimating of discharge coefficient the empirical equation and intelligent method proposed.In this study a numerical model (Fourth-Order Runge–Kutta Method)has been presented for solving spatially varied flow(S.V.F) and follow evaloution of empirical equation has done then to estimate of discharge coefficient the MLP model has been implement. For developting the ANFIS model,the data that poblished in journal has been used. The final result has good agreement with experimental data and can accurately simulate the flow over side weir.