ارائه روابطي بر مبناي مدل درختي M5 جهت برآورد حداكثر دامنه نسبي امواج عمود بر جهت جريان

Developing Formula based on M5 Tree Algorithm to Evaluate Maximum Relative Amplitude of Transverse Waves

ارتعاشات ناشي از گردابه در سازه ها در بسياري از مسايل مهندسي از قبيل ارتعاش در لوله هاي مبادله كننده و طراحي پل ها و سازه هاي هيدروليكي اهميت دارد. در اين تحقيق جهت برآورد حداكثر دامنه نسبي امواج عمود بر جهت جريان از اطلاعات منابع معتبر موجود استفاده گرديد. در اين تحقيق عدد رينولدز، عدد فرود، شماره موج، نسبت فاصله طولي و عرضي به قطر پايه ها و نحوه چيدمان پايه ها به عنوان متغيرهاي ورودي به مدل درختي M5 معرفي گرديد. متغير خروجي نيز نسبت دامنه موج به عمق جريان در نظر گرفته شد. پس از آموزش مدل درختي، دو ساختار متفاوت جهت دو آرايش موازي و زيگزاگي ارائه گرديد كه در آرايش موازي چهار و در آرايش زيگزاگي پنج معادله مورد استفاده قرار گرفت. در اين تحقيق عدد رينولدز كه در معادلات گذشته در نظر گرفته نشده بود به عنوان يكي از متغيرهاي تقسيم بندي در آرايش موازي به كار رفته و در معادلات ارائه شده نيز نقش مهمي بر روي دامنه نسبي امواج ايفا نموده است. جذر ميانگين مربعات خطا در مدل درختي برابر 0/23 بوده كه در مقايسه با ساير معادلات ارائه شده بين 46 تا 50 درصد كاهش داشته است. علاوه بر اين دقت اين مدل نيز برابر 81 درصد بوده كه به ميزان 18 تا 38 درصد نسبت به معادلات ساير محققين بيشتر است. نسبت اختلاف مدل درختي نيز در بازه 0/52 تا 0/66 تغيير ميكند كه نشاندهنده برآورد مناسب مدل از حداكثر دامنه نسبي امواج است

Vortex vibrations in structures has been considered in some of engineering problems such as vibration at exchanger tubes and bridge and hydraulic structures designing. Accordingly، evaluation the maximum relative amplitude of transverse waves developed by obstacle، attracts a lot of attention. Reynolds number، Froude number، wave mode، ratio of longitudinal and transverse distances of obstacles to cylinder diameter and arrangement of cylinders used as input variables to M5 model. Ratio of wave amplitude to flow depth considered as an output variable. After training tree model، two different structures proposed for inline and staggered arrangement. There are four and five equations for inline and staggered arrangements proposed by tree model، respectively. In this study، Reynolds number that ignored in existing formula، used as a division variable at inline arrangement and performed important role in proposed equations. Root mean square error in tree model was 0.23 which in compare with other models، has been reduced 46 to 50 percent. In addition، accuracy of tree model estimated 81 percent which about 18 to 38 percent more than other equations. Discrepancy ratio of tree model oscillates between 0.52 and 0.66 which shows the performance of this model in wave maximum relative amplitude estimation.