برآورد دبی جریان در فلوم های با تنگ شدگی مثلثی شکل با استفاده از روش های یادگیری ماشین

فلوم های گلو بریده که نوعی پارشال فلوم بدون بخش طولی گلوگاه می باشند، به عنوان ابزارهایی ساده و کارامد نقش بسزایی حهت اندازه گیری دبی جریان در کانال های روباز محسوب می شوند. نصب ساده، هزینه راه اندازی پایین و دقت بسیار مناسب در اندازه گیری میزان دبی جریان از ویژگی های مهم این نوع از سازه هاست. در این پژوهش از نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از سازه فلوم گلو بریده که با قرار دادن دو صفحه مثلثی در دو طرف دیواره های کناری یک کانال مستطیلی و تشکیل مقطع مستطیلی و ذوزنقه ای به کار گرفته شد، جهت توسعه مدل های یادگیری ماشین مورد بررسی قرار گرفت. به منظور برآورد دبی جریان در این نوع از کانال ها از مدل های شامل دسته بندی گروهی داده ها (GMDH)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF) استفاده گردید. بدین منظور از پارامترهای هندسی و هیدرولیکی شامل عرض تنگ شدگی در محل سازه، شیب های افقی و عمودی دیواره های مثلثی شکل، عمق نسبی جریان به عنوان متغیر ورودی استفاده و دبی به عنوان متغیر خروجی (پاسخ) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که مقدار آماره ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای مدل های مبتنی بر GMDH، SVM و RF به ترتیب، ۰۳۳/۰، ۰۱۶/۰ و ۰۲۰/۰ و مقدار آماره ضریب تعیین (R۲) به ترتیب، ۸۰۵/۰، ۹۵۱/۰ و ۹۰۰/۰ به دست آمد. مقایسه بین تحقیقات گذشته و نتایج حاضر حاکی از برتری عملکرد مدل مبتنی بر SVM نسبت به سایر مدل های توسعه یافته بود. عمق آب به عرض مقطع تنگ شده به عنوان مهم ترین داده ورودی مدل ها توسعه یافته شناسایی شد.

کلیدواژه ها:

جنگل تصادفی ، فلوم های گلو بریده ، شبکه های آبیاری ، دسته بندی گروهی داده ها ، ماشین بردار پشتیبان