برآورد دبي جريان در فلوم‌هاي با تنگ‌شدگي مثلثي شكل با استفاده از روش‌هاي يادگيري ماشين

فلوم‌هاي گلو بريده كه نوعي پارشال فلوم‌ بدون بخش طولي گلوگاه مي باشند، به‌عنوان ابزارهايي ساده و كارامد نقش بسزايي حهت اندازه‌گيري دبي جريان در كانال هاي روباز محسوب مي‌شوند. نصب ساده، هزينه راه اندازي پايين و دقت بسيار مناسب در اندازه‌گيري ميزان دبي جريان از ويژگي‌هاي مهم اين نوع از سازه‌هاست. در اين پژوهش از نتايج آزمايشگاهي به دست آمده از سازه فلوم گلو بريده كه با قرار دادن دو صفحه مثلثي در دو طرف ديواره‌هاي كناري يك كانال مستطيلي و تشكيل مقطع مستطيلي و ذوزنقه اي به كار گرفته شد، جهت توسعه مدل هاي يادگيري ماشين مورد بررسي قرار گرفت. به منظور برآورد دبي جريان در اين نوع از كانال ها از مدل‌هاي شامل دسته‌بندي گروهي داده‌ها (GMDH)، ماشين بردار پشتيبان (SVM) و جنگل تصادفي (RF) استفاده گرديد. بدين منظور از پارامترهاي هندسي و هيدروليكي شامل عرض تنگ‌شدگي در محل سازه، شيب‌هاي افقي و عمودي ديواره‌هاي مثلثي شكل، عمق نسبي جريان به‌عنوان متغير ورودي استفاده و دبي به‌عنوان متغير خروجي (پاسخ) در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه مقدار آماره ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE) براي مدل‌هاي مبتني بر GMDH، SVM و RF به‌ترتيب، 0/033، 0/016 و 0/020 و مقدار آماره ضريب تعيين (R2) به‌ترتيب، 0/805، 0/951 و 0/900 به‌دست آمد. مقايسه بين تحقيقات گذشته و نتايج حاضر حاكي از برتري عملكرد مدل مبتني بر SVM نسبت به ساير مدل‌هاي توسعه يافته بود. عمق آب به عرض مقطع تنگ شده به‌عنوان مهم‌ترين داده ورودي مدل‌ها توسعه يافته شناسايي شد. همچنين افزايش تعداد ساختار درخت تصميم به بيش از 12 عدد در دقت عملكرد مدل مبتني بر RF، تغيير محسوسي نداشت.