Determination of the Optimum Value of Depth and Position of Baffle Blocks using Studies Designed by Taguchi and Full Factorial Methods

Document Type : Research Article

Author

Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, Buin Zahra Branch

Abstract

If too many variables with multiple levels for investigation of hydraulic phenomenon are effective, finding the optimum combination of variables in full experimental study is very time-consuming and costly. In many other sciences instead of full factorial method, Taguchi method is used. Taguchi method uses fractional factorial combination and meanwhile reduces number of experiments, tunable comparison of all the variables will be ensured. The purpose of this research is to find out whether using Taguchi method and reducing the number of tests could yield results closer to the results of experiments designed with full factorial method. If the answer is yes, what will be the amount of errors in the results? On the other hand, how reliable is the optimum value for each variable. Moreover, how much time and money could be saved from application of the Taguchi method in the study of a hydraulic phenomenon. For this purpose, experimental studies were made to evaluate the effect of height and position of baffle block under different flow conditions in order to minimize the scour downstream of the stilling basin. In addition to the analysis of the results, the results of Taguchi and full factorial methods are compared from different aspects. The results showed that Taguchi method predicts the optimum combination of variables with high accuracy and saves up to 74% of the total time spent.

Keywords


اجلالی، ا. (1385). "کاربرد روش تاگوچی در پیش‌بینی‌ خواص بتن سبکدانه سازه ای ساخته شده از سبکدانه پومیس اسکندان و مقایسه نتایج حاصله با نتایج حاصل از روش انجام تمامی آزمایشات". پایان‌نامه کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند.
تخت کوسه، آ.؛ تائبی، ا. و افیونی، م. (1390). "بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر در حذف (II)Pb از محلول­های آبی توسط دولومیت به عنوان جاذب ارزان قیمت". چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.
رستم آبادی، م.؛ صالحی نیشابوری، ع. ا. و زراتی، ا. ر. (1392، الف). "بهینه‌سازی شاخص‌های هندسی صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با روش تاگوچی و GRA". مجله عمران مدرس، دوره سیزدهم، ویژه نامه بهار، ص. ص. 79-93.
رستم آبادی، م.؛ صالحی نیشابوری، ع. ا. و زراتی، ا. ر. (1392، ب). "مقایسه روش تاگوچی با طرح فاکتوریل کامل در تعیین موقعیت بهینه سازه محافظ آبشستگی در مقابل جت‌های ریزشی". مجله مهندسی آب و محیط زیست ایران. دوره 1، شماره 2، ص.ص. 35- 46.
قهرمانی منجقچی، پ. (1390). "پیش­بینی ظرفیت باربری شمع‌ها با استفاده از مدل‌سازی عددی آزمایش بارگذاری شمع". پایان‌نامه کارشناسی ارشد خاک و پی، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.
میرمحمدصادقی، م.؛ مختاری، ا.؛ ستوده فر، ع. و حاجیان نیا، ا. (1395). "ارزیابی عوامل موثر بر مقاومت برشی خاک ماسه ای بهسازی شده به روش بیولوژیکی با استفاره از نظریه تاگوچی". فصلنامه عمران مدرس، سال شانزدهم، شماره 3، ص.ص. 191-202.
Chaulia, P. K. and Das, R. (2008). “Process parameter optimization for fly ash brick by Taguchi method”. Materials Research. 11(2), pp. 159-164.
Fahmy Abdelaleem, F. S. F. (2013). “Effect of semi-circular baffle blocks on local scour downstream clear-overfall weirs”. Ain Shams Engineering Journal, 4, pp. 675-684.
Gunay, B. Hinislioglu, S. (2011). “Traffic microsimulation scenario tests by the Taguchi method". Proceedings of the ICE-Transport. 164(1), pp. 33-42.
Minitab Inc. (2006). Minitab 15, Help, Minitab Tutorials, Session five, Design an Experiment.
Roy, K. R. (1990). A primer on the Taguchi method. Society of manufacturing engineers, New York. NY.
Tan, O.; Zaimoglu, A. S.; Hinislioglu, S. and Altun, S. (2005). “Taguchi approach for optimization of the bleeding on cement-based grouts”. Tunneling and Underground Space Technology. 20, pp. 167-173.