«یادداشت تحقیقاتی» کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در برآورد مشخصات پرش هیدرولیکی درحوضچه آرامش با دیواره همگرا و شیب کف منفی

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب کشاورزی، دانشگاه شیراز

2 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه شیراز

چکیده

در این تحقیق از شبکة عصبی مصنوعی برای مدل‌سازی طول و عمق ثانویة پرش هیدرولیکی در حوضچة آرامش با دیوارة همگرا و شیب کف منفی -که یکی از حالت‌های خاص و پیچیده در پرش هیدرولیکی است- استفاده شده است. تعداد 1682 دادة آزمایشگاهی طول و عمق ثانویة پرش هیدرولیکی مربوط به مقاطع مستطیلی، برای شیب کف منفی %6/0-، %3/1- و %2- با زاویة همگرایی %7/2، %4 و %3/5 استفاده شده است. در توسعة مدل شبکه، 15 ساختار پرسپترون با تعداد مختلفی از لایه‌های پنهان ونرون‌ها ارزیابی شدند. در نتیجه، ساختاری که بالاترین مقدار ضریب همبستگی را ایجاد می‌کرد، به‌عنوان مدل بهینه انتخاب شد. برای مقاطع همگرا با شیب کف منفی، مناسبترین مدل شبکه عصبی برای تعیین عمق ثانویة پرش هیدرولیکی، ساختار 1-3-6 با 16 نرون در لایة پنهان و ضریب برازش برابر 9974/0 به‌دست آمد. همچنین برای طول پرش ساختار 1-2-6 با 8 نرون در لایه‌های پنهان وضریب برازش برابر با 9865/0 به‌دست آمد. مقادیر بالای به‌دست آمده برای ضرایب برازش، بیانگر همبستگی نزدیک بین مقادیر خروجی مدل شبکه عصبی با داده‌های آزمایشگاهی است.

کلیدواژه‌ها


البرزی م. (1380). آشنایی باشبکه­های عصبی. تهران، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف.

اسماعیلی ورکی م.، امید م. و امید م. ح. (1384). "برآورد مشخصات پرش هیدرولیکی واگرا با استفاده ازشبکه عصبی مصنوعی"، مجله علوم کشاورزی ومنابع طبیعی 12(3)، ص‌ص. 21-32.

باقری س.، محمدی ک.،  مفتاح هلقی م. و فرسادی زاده د. (1390). "کاربرد هوش مصنوعی در تعیین عمق ثانویه پرش هیدرولیکی برای حوضچه­های آرامش با شیب معکوس وپله مثبت ومنفی"، مجموعه مقالات دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه گیلان.

پرورش­ریزی ع.، کوچک زاده ص. و امید م. ح. (1385). "برآورد مشخصات پرش هیدرولیکی متحرک باکاربرد شبکه عصبی مصنوعی و روش تلفیقی شبکه عصبی-الگوریتم ژنتیک"، مجله علوم کشاورزی ایران، 37(1)، ص‌ص.
188- 196.

شجاعیان ز.، حسین‌زاده ع. دریائی م.، کاشفی‌پور م. و فرسادیزاده د. (1389). "پیش‌بینی خصوصیات پرش هیدرولیکی درحوضچه­های آرامش بامقاطع مستطیلی واگرا با شیب معکوس درشبکه­های آبیاری وزهکشی بااستفاده از مدل ANNs"، مقالات همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی دانشگاه شهیدچمران، اهواز.

فرهودی ج. (1372). جریان در آبراهه‌های روباز، ارومیه، دانشگاه ارومیه، ص. 326.

قبادیان، ر. و شفاعی م. (1385). "بهینه‌یابی ضریب تخلیه سرریزهای جانبی در کانال‌های آبیاری با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی"، مقالات همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران، اهواز.

منهاج م. ب. (1384). مبانی شبکه‌های عصبی، تهران، مرکز نشر دانشگاه صنعتی امیر کبیر. ص. 715.

ناصری م.، صفائیان م. و عموشاهی، م. (1386). "تعیین طول پرش هیدرولیکی روی سطوح باشیب مثبت بااستفاده از شبکه های عصبی مصنوعی". مقالات سومین کنگرة ملی مهندسی عمران دانشگاه تبریز، تبریز.

هنر ت. و پورحمزه س. (1389). "مطالعات آزمایشگاهی پرش هیدرولیکی همگرا در حوضچه آرامش"، نشریه آب و خاک دانشگاه مشهد، 24(5)، ص‌ص. 966 -973.

هنر ت. و طرازکار م. ح. (1386). "کاربرد شبکه عصبی مصنوعی درتخمین ضریب آبدهی سرریزهای جانبی"، مجله علوم کشاورزی ومنابع طبیعی، 14(6)، ص‌ص 195-202.

Abrishami J. and Saneie M. (1994). "Hydraulic jump in adverse basin slopes", Iranian Journal Water Research Engineering. 2(1), pp. 51- 63.

Chanson H. and Montes S. (1995). "Characteristics of undular hydraulic jump: experiments apparatus and flow patters", Journal of Hydraulic Engineering, 121(2), pp. 129-144.

 

Ippen A. T. (1951). "Mechanics of supercritical flow", Transactions ASCE. 116, pp. 268-295.

Khadar M.H.A. and Rajagopal S. (1972). "Hydraulic jump in adverse channel slopes", Irrigation and Power. 29, pp. 77-82.

Shaya H. and Sabalani S. (1998). "Artificial neural networks for non-iterative calculation of frictiont in pipe flow", Comp. and Electronics Journal in Agricultural, 21(3), pp. 219-228. 

Stevens J.C. (1944). "Discussion of the paper by Kindsvater,  hydraulic jump in sloping channels", Transactions ASCE. 109, pp. 1120-1154.