ارزیابی کارایی روابط تجربی و مدل سازی عددی در پیش بینی ضریب دبی سرریزهای کلید پیانویی مستطیلی با استفاده از روش پاسخ سطح

چکیده: در این تحقیق روابط هیدرولیکی ارائه شده برای سرریزهای کلید پیانویی مورد بررسی قرار گرفت. روابط تجربی ارائه شده توسط محققین در برخی منابع شامل پارامترهای هندسی متعدد بوده و در برخی منابع تنها شامل بررسی تعداد محدودی از این پارامترها می­باشد. در گام اول با استفاده از روش RSM-CCD و داده­های مطالعه­ی اندرسون (۲۰۱۱) روابط ضریب دبی در بازه­ی هد نسبی ۲/۰-۱/۰ و ۹/۰-۲/۰ در مجموع با ۱۸ سری داده ارائه شده است. در گام دوم با طراحی مدل­های آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی، رابطه استخراج شده با استفاده از روش RSM-CCD  با دیگر روابط هیدرولیکی سرریزهای کلید پیانویی با استفاده از شاخص­های آماری و در قالب نمودار ضریب دبی­-هدنسبی مورد مقایسه و اررزیابی قرار گرفت. مقادیر شاخص­های آماری حاصل از تعمیم رابطه­ی ضریب دبی به روش RSM-CCD، به ۱۱۵ داده­ی آزمایشگاهی اندرسون (۲۰۱۱) به ترتیب برای R۲ ، MAE، RMSE، ۹۹۸۵/۰ ،۰۰۳۴/۰ و ۰۰۴۱/۰ می­باشد که نشان دهنده­ی دقت این روش علی رغم استفاده از تعداد داده کمتر است. ارزیابی روابط هیدرولیکی ارائه شده برای پیش­بینی ضریب دبی مدل فیزیکی سرریز کلید پیانویی مطالعه شده در این تحقیق با استفاده از شاخص­های آماری نشان دهنده­ی عملکرد مطلوب روابط لیت ریبیرو و همکاران(۲۰۱۲) و میشلز (۲۰۱۲) است. مقادیر R۲ ، MAPE، RMSEبه ترتیب برای دو رابطه­ی ذکر شده عبارتند از ۹۹/۰ ، ۰۵/۵ %، ۰۶۳/۰ و ۹۶/۰، ۸/۶ %، ۰۷۱/۰ می­باشد. مقایسه­ی نمودار ضریب دبی –هدنسبی استخراج شده برای روابط ضریب دبی حاصل از روش RSM-CCD و مدل آزمایشگاهی، نشان­دهنده­ی افزایش دقت این رابطه با افزایش هد نسبی جریان است بگونه­ای که مقادیر MAPE محاسبه شده برای بازه­ی هد نسبی ۳/۰-۱/۰ و بازه­ی هد نسبی ۳/۰-۸/۰ به ترتیب ۱۱% و ۲۵/۱­% است که میتواند در پیش بینی ضریب دبی در هد نسبی بالا مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

سرریز کلید پیانویی ، ضریب دبی ، RSM-CCD ، مدل آزمایشگاهی ، مدل عددی