بررسی آزمایشگاهی ضریب آبگذری سازه سرریز-دریچه مرکب قوسی

سابقه و هدف: سرریزهای مرکب اغلب برای اندازه‌گیری دامنه‌ای وسیع از جریان و با دقت مناسب در کانال‌های روباز به ‌کار گرفته می‌شوند. اما در مواردی که آب انتقالی حاوی مواد رسوبی و شناور باشد، مشکلاتی در نحوۀ عملکرد آن‌ها ایجاد می‌شود. با ترکیب دریچه و سرریز مرکب، می‌توان تا حدی این مشکل را برطرف کرد. در این پژوهش، به کمک روش برنامه‌ریزی بیان ژن به‌عنوان روشی هوشمند و نوین، رابطه‌ای بر اساس پارامترهای بی‌بعد به‌دست آمده از آنالیز ابعادی جهت برآورد ضریب دبی سرریز-دریچه مرکب قوسی ارائه شده‌است. هدف از این پژوهش، بررسی خصوصیات هیدرولیکی سرریز-دریچه مرکب قوسی و ارائه رابطه‌ای برای برآورد ضریب آبگذری این سرریز بر اساس پارامترهای هیدرولیکی و هندسی می‌باشد. مواد و روش‌ها: آزمایش‌ها در یک فلوم مستطیلی به طول 9 متر و عرض 40 سانتی‌متر انجام شد و داده‌های برداشت شده برای برآورد ضریب آبگذری، مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش نیز با استفاده از تغییر پارامترهایی مانند دبی جریان، بازشدگی دریچه، بازشدگی سرریز و زاویه قوس در کانال آزمایشگاهی، اثرات هیدرولیکی جریان و هندسه مجرا بر میزان آبگذری در سیستم سریز-دریچه مرکب قوسی مورد بررسی قرار گرفت و سپس به کمک روش برنامه‌ریزی بیان ژن رابطه‌ای با دقت بالا برای ضریب آبگذری سازه مذکور به‌دست آمد. یافته‌ها: نتایج آزمایش‌ها پس از بررسی صحت و پالایش داده‌ها تحلیل گردید و با توجه به روابط فوق‌الذکر ضریب دبی محاسبه شد. سپس با استفاده از تحلیل ابعادی و روش برنامه‌ریزی بیان ژن یک رابطه‌ برای ضریب آبگذری سیستم سرریز-دریچه مرکب قوسی به‌دست آمد که ضریب همبستگی (R2) آن برای برای داده‌های آموزش 992/0 و برای داده‌های آزمون 662/0 می‌باشد، همچنین نتایج نشان داد سازۀ با نسبت ارتفاع دریچه به طول دریچه (پله دوم) a_1/b_1 =4/15 بیش‌ترین ضریب‌آبگذری را به خود اختصاص می‌دهد و با افزایش (h/P) و Fr میزان ضریب آبگذری نیز افزایش می‌یابد. نتیجه‌گیری: نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد مدل هوشمند برنامه‌ریزی بیان ژن، به خوبی توانسته است ضریب آبگذری سرریز-دریچه مرکب قوسی را پیش‌بینی کند و استفاده از آن موجب بهبود نتایج پیش‌بینی در مقایسه با روش‌های مرسوم حاصل از مدل‌های رگرسیونی شود. به‌عبارتی، نتایج به‌دست آمده بیانگر توانایی روش برنامه‌ریزی بیان ژن در برآورد ضریب آبگذری سرریز-دریچه مرکب قوسی در مقایسه با روش رگرسیونی، می‌باشد. همچنین با توجه به رابطه به‌دست آمده، پارامترهای هندسی مدل سرریز-دریچه مرکب قوسی در ضریب آبگذری نقش اساسی دارند، بنابراین استفاده از روش برنامه-ریزی بیان ژن در مسائل مرتبط با موضوع پژوهش پیشنهاد می‌شود.