Journal of Water and Soil Science
علوم آب و خاک
jwss
Agriculture
http://jstnar.iut.ac.ir
0
user
2476-3594
2476-5554
10.47176/jwss
fa
jalali
1397
3
1
gregorian
2018
6
1
22
1
online
1
fulltext
fa
تخمین ابعاد فرسایش بستر در پاییندست سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل با استفاده از روش برخورد گروهی با دادهها (GMDH)
Estimation of Local Scour Dimension below Siphon Spillway with the Ski-jump Bucket Energy Dissipater Using the Group Method of Data Handling (GMDH)
عمومی
Ggeneral
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">بررسی پدیده فرسایش موضعی در پاییندست سازههای هیدرولیکی آنقدر پیچیده است که بهراحتی نمیتوان یک مدل عمومی برای تخمین صحیح ابعاد فرسایش توسعه داد. در چند دهه اخیر استفاده از روشهای داده</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">محور</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">برای</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">مدلسازی</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">و</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">پیشبینی</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">رفتار</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">نامعلوم</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">یا</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">پیچیده</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">سیستمها</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">گس</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">ترش یافته است. یکی از انواع این روشها، روش برخورد گروهی با دادهها (</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">GMDH</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) است که با رویکرد خود سازماندهی دادهها، بهتدریج مدلهای پیچیدهتری را در طول ارزیابی عملکرد مجموعه دادههای ورودی و خروجی تولید میکند. هدف از انجام این تحقیق بررسی کارائی روش </span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">GMDH</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> و توسعه مدلی بر مبنای آن برای تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش (ماکزیمم عمق آبشستگی، فاصله ماکزیمم عمق آبشستگی تا لبه سرریز و طول حفره فرسایش) در پایین</span></span></strong><strong><span style="font-family:sakkal majalla;"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">دست</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> سرریز سیفونی با مستهلک کننده انرژی جامی شکل برای مجموعهای از دادههای مشاهداتی آزمایشگاهی است. 80 درصد دادهها </span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">در</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">دوره</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">آموزش</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">و </span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">20 </span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">درصد</span></span></strong> <strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">باق</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">یمانده برای دوره آزمون استفاده شد. متوسط مقادیر معیارهای آماری </span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">MSRE</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">، </span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">MPRE</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">، </span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">CE</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> و</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">RB</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> در دوره آزمون برای تابع انتقالی غیرخطی درجه دوم (</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">FUNC1</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) بهترتیب 92/0، 02/0، 74/8 و 01/0- و برای تابع انتقالی غیرخطی درجه اول (</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">FUNC2</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) بهترتیب 85/0، 02/0، 43/10 و 02/0- محاسبه شدند و نتایج نشان داد عملکرد (</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">FUNC1</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) بهتر از (</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">FUNC2</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) بوده است. همچنین مقدار ضریب تبیین (</span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">R2</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">) برای تخمین ابعاد هندسه حفره فرسایش با روشهای رگرسیون خطی، رگرسیون غیرخطی و شبکه</span></span></strong><strong><span style="font-family:sakkal majalla;"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">ها</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;">ی عصبی نیز مقایسه شد. نتایج حاکی از عملکرد بسیار مناسب مدل توسعه داده شده </span></span></strong><strong><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">GMDH</span></span></strong><strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"> در تخمین صحیح ابعاد حفره فرسایش است.</span></span></strong><span style="font-family:b lotus;"><span style="font-size:11.0pt;"></span></span></div>
<div style="text-align: justify;">The investigation of local scour below hydraulic structures is so complex that makes it difficult to establish a general model to provide an accurate estimation for the local scour dimension. During the last decades, Data Driven Methods (DDM) have been used extensively in the modeling and prediction of unknown or complex behaviors of systems One of these methods is Group Method of Data Handling (GMDH), that is a self-organization approach and increasingly produces a complex model during the performance evaluation of the input and output data sets. So, the objective of this study was to investigate the potential of the GMDH method in the accurate estimation of local scouring geometry (maximum scour depth, the distance of maximum local scour depth till Ski-jump bucket and length of local scour) below the Siphon spillway with Ski-jump bucket energy dissipaters for a set of experimental data. 80% of data set was used for the training period and the remaining data set was used for the test period. The average values of MSRE, MPRE, CE and RB for the nonlinear second order transfer function (FUNC1) were calculated to be 0.92, 0.02, 8.74, -0.01; also, for the nonlinear first order transfer function (FUNC2), they were 0.85, 0.02, 10.43 and -0.02, respectively. The results indicated that the performance of FUNC1 was better than FUNC2. Also, the value of the coefficient of determination (R2) for the estimation of local scour dimension using different methods such as s linear regression, nonlinear regression and ANN indicated the high performance of the developed model of GMDH in the accurate estimation for local scour dimensions.</div>
روشهای داده محور, فرسایش, GMDH, سرریز سیفونی, مدلسازی, پرش اسکی
Data Driven Methods, Local Scour, GMDH, Siphon Spillway, Modeling, Ski-jump Bucket.
227
237
http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3185-1&slc_lang=fa&sid=1
K.
Qaderi
کورش
قادری
kouroshqaderi@uk.ac.ir
000319475328460027211
000319475328460027211
Yes
1. Dept. of Water Eng., Faculty of Agric., Shahid Bahonar Univ. of Kerman, Kerman, Iran.
1. گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
R.
Jafarinia
رضا
جعفری نیا
000319475328460027212
000319475328460027212
No
2. Dept. of Water Eng., Islamic Azad Univ. of Arak, Arak, Iran.
2. گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک، ایران
B.
Bakhtiari
بهرام
بختیاری
000319475328460027213
000319475328460027213
No
1. Dept. of Water Eng., Faculty of Agric., Shahid Bahonar Univ. of Kerman, Kerman, Iran.
1. گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
Z.
Afzali Goruh
زهرا
افضلی گروه
000319475328460027214
000319475328460027214
No
1. Dept. of Water Eng., Faculty of Agric., Shahid Bahonar Univ. of Kerman, Kerman, Iran.
1. گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان