بررسی تجربی و داده محور عملکرد هیدرولیکی سرریز کلید پیانویی تیپ A

سرریزهای کلیدپیانویی (PKW) به عنوان سازه هایی موثر برای افزایش ظرفیت تخلیه جریان بدون نیاز به افزایش ارتفاع تاج سد شناخته می شوند. بااین حال، تاثیر زاویه و جهت شیب دیواره های جانبی بر عملکرد هیدرولیکی آن ها کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کلیدپیانویی نوع A با استفاده از آزمایش های فیزیکی و مدل سازی داده محور مورد بررسی قرار گرفت. اثر زاویه و جهت شیب دیواره های جانبی برای دو هندسه مستطیلی و ذوزنقه ای در یک فلوم آزمایشگاهی به طول ۱۵ متر و ارتفاع ۰٫۶ متر تحت شرایط جریان آزاد و زیربحرانی مطالعه شد. مدل ها با زوایای شیب ۵، ۷٫۵ و ۱۰ درجه در دو جهت موافق و مخالف جریان آزمایش شدند.ضریب تخلیه با استفاده از داده های دبی–اشل محاسبه و به کمک روش های رگرسیون چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، جنگل تصادفی و XGBoost پیش بینی گردید. نتایج نشان داد شیب دیواره در خلاف جهت جریان با بهبود الگوی ورود جریان، کاهش جدایش و افت انرژی، موجب افزایش ضریب تخلیه می شود. مدل های ذوزنقه ای نسبت به مدل های مستطیلی عملکرد بهتری داشتند و افزایش ضریب تخلیه تا حدود ۱۵ درصد مشاهده شد. در میان مدل های داده محور، ANN و XGBoost بالاترین دقت پیش بینی (بیش از ۹۸ درصد) و کمترین خطا (کمتر از ۲ درصد) را نشان دادند.

کلیدواژه ها:

سرریز کلیدپیانویی ، شیب دیواره جانبی ، ضریب تخلیه ، هندسه ذوزنقه ای ، یادگیری ماشین