تعيين ضريب دبي سرريز‌هاي كناري منقاري با استفاده از اطلاعات آزمايشگاهي و مدل شبكه‌هاي عصبي

DISCHARGE COEFFICIENT OF LABYRINTH SIDE WEIRS USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK METHOD BASED ON EXPERIMENTAL DATA

در ارتباط با سرريزهاي مستطيلي كناري مطالعات زيادي انجام شده اما درمورد شكل‌هاي ديگر سرريز، نظير سرريز‌هاي منقاري، بررسي جامع و شناخته‌شده‌يي صورت نگرفته است. اين پژوهش با استفاده از نتايج مدل آزمايشگاهي و بهره‌گيري از روش شبكه‌‌هاي عصبي مصنوعي به بررسي مشخصات هيدروليكي جريان در سرريز‌هاي كناري منقاري مي‌پردازد. نتايج حاصل از تحليل ابعادي نشان مي‌دهد كه پارامتر‌هاي بي‌بعد موثر بر ضريب دبي جريان در اين نوع سرريز‌ها (CM) عبارت‌اند از: عدد فرود بالادست (Fr1), نسبت ارتفاع سرريز به عمق آب بالادست (w/y1), نسبت طول سرريز به عرض كانال (L/B) و زاويه‌ي راس سرريز (?). هدف اين تحقيق به دست آوردن ارتباط ضريب دبي جريان با ساير پارامتر‌ها براساس نتايج آزمايشگاهي، با استفاده از روش‌‌هاي رگرسيون خطي و غير‌خطي و نيز بهره‌گيري از روش شبكه‌‌هاي عصبي مصنوعي است. نتايج به دست آمده به دو روش با اطلاعات آزمايشگاهي مقايسه شده است. بررسي نتايج حاصله نشان مي‌دهد كه از روش شبكه‌‌هاي عصبي مي‌توان به‌عنوان ابزاري مناسب براي تخمين ضريب دبي جريان در سرريز‌هاي كناري منقاري بهره برد.

Side weirs are flow-regulating devices commonly encountered in hydraulic engineering. A side weir is an over flow weir framed at the side of a channel, over which lateral outflow takes place when the water surface in the channel rises above the weir crest. They are widely used for flow diversions in irrigation, land drainage, urban sewage systems and also in intake structures. It is essential for hydraulic engineers to correctly predict the weir discharge coefficient, regarding the technical and economical design of side weirs. Although the discharge coefficient for flow over a side weir has been investigated experimentally by many investigators, an overall acceptable formula or a complete analytical solution of the equation governing the flow does not exist. Although sharp crested rectangular side weirs have been extensively studied, there is a lack of information on the other shapes of side weirs, such as labyrinth weirs. In this study the hydraulic characteristics of flow over labyrinth sharp crested side weirs are adapted to formulate the discharge coefficient, based on experimental data and the artificial neural network method. The discharge coefficient (CM) is then related to the main channel upstream; Froude Number (Fr1), weir height to upsteam flow depth ratio (w/y1), weir crest length to channel width ratio (L/B) and the labyrinth weir angle (?). The main objective of this study is to determine CM, based on experimental data, by employing linear and nonlinear regressions and artificial neural network (ANN) approaches. The results have been compared with source data. Comparison of results shows that the ANN method is a good tool for determination of the labyrinth sharp crested side weir discharge coefficient.