برآورد دبي در مقاطع مركب مستقيم بر اساس زبري معادل با استفاده از الگوريتم فرا ابتكاري ازدحام ذرات

Estimation of Discharge in Straight Compound Channels Based on The Equivalent Roughness Using The Particle Swarm Optimization Algorithm

جهت برآورد شدت‌جريان عبوري از مقاطع مركب مستقيم، تاكنون روابط متعددي ارائه شده است. اكثر روابط در شرايط آزمايشگاهي نتايج خوبي دارند اما دقت آن‌ها براي داده‌هاي ميداني چندان قابل استناد نيست. در پژوهش حاضر با استفاده از الگوريتم فرا ابتكاري ازدحام ذرات و با به كار بردن داده‌هاي آزمايشگاهي و ميداني با مقطع مركب، رابطه جديدي جهت برآورد دبي كل عبوري از مقطع مركب پيشنهاد شد. در رابطه جديد پيشنهادشده، جهت برآورد ضريب زبري معادل مقاطع مركب علاوه بر در نظر گرفتن عمق نسبي، عرض نسبي، شعاع هيدروليكي نسبي و زبري نسبي (نسبت پارامترهاي ذكرشده در دشت‌هاي سيلابي به مقطع اصلي) از تعريف جديدي از عدد رينولدز استفاده گرديد. نتايج نشان داد رابطه‌ي پيشنهادي با ميانگين قدر مطلق خطاي نسبي 4/10 درصد قابليت مناسبي در برآورد دبي مقاطع مركب دارد، به‌طوري‌كه ميزان خطاي مذكور نسبت به روش‌هاي بررسي ‌شده پژوهشگران پيشين، به‌طور ميانگين در حدود 38 درصد بهبود يافته است.

Several relations have been presented to estimate the flow discharge passing the straight compound channels, most of which result in acceptable results in the experimental conditions, but are not accurate enough to be sued in the case of the field studies. In the present study, the Particle Swarm Optimization Algorithm was used to analyze the experimental and field data of the compound cross sections and a new relation was presented to estimate the total discharge passing the compound cross section. In the new suggested relation, in order to estimate the equivalent roughness coefficient of the compound cross sections, in addition to the relative depth, relative width, relative hydraulic radius and relative roughness (the ratio of the mentioned parameters in the floodplains to the main cross section), a new definition of the Reynolds number was used. The results showed that the proposed relation, with an average absolute relative error of 10.4, could properly estimate the discharge in the compound cross sections so that the average absolute relative error decreased by about 38 percent in comparison to the previous studies performed by other researchers.