مطالعه سیلاب جاری بر روی راه پله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و شبکه عصبی مصنوعی

سیلاب شهری به عنوان یکی از پرتکرارترین مخاطرات طبیعی، تهدیدی جدی برای ایمنی فضاهای زیرزمینی به ویژه ایستگاه های مترو به شمار می رود. در میان مسیرهای نفوذ سیلاب، راه پله های ورودی و خروجی به دلیل ویژگی های هندسی خاص، سریع ترین مسیر جریان آب بوده و نقش تعیین کننده ای در امکان فرار افراد ایفا می کنند. در این پژوهش، رفتار هیدرودینامیکی نفوذ سیلاب به راه پله های دارای چندین پاگرد مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی های عددی بر پایه معادلات ناویر–استوکس میانگین گیری شده رینولدز، مدل آشفتگی کا–اپسیلون قابل تحقق و روش حجم سیال برای رهگیری سطح آزاد انجام شده اند. به منظور تحلیل و پیش بینی رفتار زمانی جریان، از یک شبکه عصبی بازگشتی با حافظه بلند–کوتاه مدت تک سلولی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش تعداد پاگردها و کاهش ارتفاع سیلاب ورودی می تواند به طور معناداری سرعت و ارتفاع موثر جریان را کاهش داده و شرایط ایمن تری برای فرار افراد فراهم آورد. چارچوب پیشنهادی این تحقیق می تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای ارزیابی خطر سیلاب و بهبود برنامه ریزی ایمنی در فضاهای زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

دینامیک سیالات محاسباتی ، شبکه عصبی مصنوعی ، سیلاب ، راه پله