به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

کیومرث روشنگر

  • کیومرث روشنگر*، رضا سعادت جو، حمیدرضا عباس زاده، آیدین پناهی
    یکی از راه های جلوگیری از ایجاد فشار منفی و کاویتاسیون در سرریزها، هوادهی به جریان عبوری از سرریزها می باشد. شناخت نحوه توزیع تغییرات غلظت هوا در طول سرریز جهت تخمین میزان هوادهی از اهمیت زیادی برخوردار است. در پژوهش حاضر کاربرد روش های فرامدل رگرسیونی فرآیند گاوسی (GPR) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) در پیش بینی غلظت هوا مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مجموعه داده های آزمایشگاهی (2268) به دست آمده از مدل های هیدرولیکی سرریز شوت در فرآیند مدل سازی به کار گرفته شد. مدل های ورودی متنوعی بر اساس ترکیب مختلفی از پارامترهای اندازه گیری شده تعریف گردید. نتایج به دست آمده نشان دهنده توانایی بالای هر دو روش در برآورد غلظت هوای مورد نیاز بر روی سرریز است. در برآورد میزان غلظت هوا در سرریز شوت برای حالتی که هوادهی مصنوعی توسط هواده انجام می گیرد پارامترهای دبی جریان (QW)، نسبت فاصله طولی از انتهای دفلکتور به عرض کانال (L/W) و نسبت عمق (عمود بر سرریز) بر عرض کانال (Y/W) تاثیر زیادی داشتند. نتایج شاخص های آماری ضریب همبستگی (R)، ضریب تبیین (DC) و خطای جذر میانگین مربعات برای این حالت در روش GPR به ترتیب 9214/0، 8451/0 و 1008/0 و مقادیر 9333/0، 8662/0 و 0937/0 در روش SVM است. برای حالتی که هوادهی مصنوعی توسط هواده انجام نمی گیرد، مدل با پارامترهای ورودی Qw، L/W، Y/W و ΔP (اختلاف فشار ما بین فشار اتمسفر و فشار زیر جت) با دارا بودن مقادیر 9222/0=R، 8644/0=DC و 0914/0=RMSE در روش GPR و به ترتیب با مقادیر 87/0، 7543/0 و 123/0 به عنوان برترین مدل انتخاب گردیدند.
    کلید واژگان: رگرسیون فرآیند گاوسی, سرریز شوت, ماشین بردار پشتیبان, هوادهی
    Kiyoumars Roushangar *, Reza Saadatjoo, Hamidreza Abbaszadeh, Aydin Panahi
    One of the ways to prevent creating negative pressure and cavitation in spillways is to introduce air into the flow over the spillways. Understanding the distribution of air concentration variations along the spillway is of significant importance for estimating the aeration level. This study explores the application of GPR and SVM molels in predicting air concentration. To achieve this, a dataset of 2268 laboratory experiments obtained from hydraulic models of chute spillways was utilized in the modeling process. Various input models were defined based on different combinations of measured parameters. The results demonstrate the high capability of both methods in estimating the required air concentration over the spillway. In predicting air concentration in the chute spillway under artificial aeration conditions, flow discharge (QW), longitudinal distance ratio from the end of the deflector to the channel width (L/W), and depth ratio (perpendicular to the spillway) to channel width (Y/W) significantly influenced the outcomes. Statistical indices, including R, DC, and RMSE for this case were 0.9214, 0.8451, and 1.008, respectively, in the GPR, and 0.9333, 0.8662, and 0.937 in the SVM. For scenarios without artificial aeration, the model with input parameters QW, L/W, Y/W, and ΔP (pressure difference between atmospheric pressure and the pressure under the jet) achieved the best performance in the GPR method with values of R=0.9222, DC=0.8644, and RMSE=0.914. In the SVM, the same model with values of 0.87, 0.7543, and 0.123 for R, DC, and RMSE, respectively, was selected as the superior model.
    Keywords: Aeration, Chute Spillway, Gaussian Process Regression, Support Vector Machine
  • محسن رحیم زاده اسکوئی، احمد ملکی*، کیومرث روشنگر
    با توجه به گسترش روزافزون استفاده از جداسازهای لرزه ای در کشور که باعث کاهش نیروی وارده بر اعضای سازه و افزایش کلی جابجایی سازه در هنگام وقوع زلزله می شوند، ایجاد روشی بهینه برای استفاده از این سیستم همراه با کاهش جابجایی کلی سازه امری ضروری است. همچنین استفاده از سیستم های میراگر باعث کاهش جابجایی کلی و بین طبقاتی سازه در هنگام وقوع زلزله می شوند. بنابراین بررسی اثر استفاده ازسیستم های میراگر جهت بهینه سازی جداسازهای لرزه ای امری ضروری است. از طرفی استفاده بهینه از ترکیب دو سیستم میراگر و جداگر می تواند در کاهش هزینه ساخت و هزینه های تعمیر حاصل از وقوع زلزله موثر بوده و سازه های با عملکرد مطلوب را فراهم می آورد. بنابراین در این مقاله برای بررسی این مهم از دو میراگر ویسکوز و اصطکاکی و همچنین جداکننده در سازه های 15 و 20 طبقه بتنی بلند مرتبه استفاده شد و ترکیب این دو سیستم ها در رفتار سازه مورد ارزیابی قرار گرفت. سازه ها توسط جداساز لاستیکی هسته سربی جداسازی شده اند. نتایج تحت سه رکورد زلزله حوزه نزدیک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده تاثیر مثبت میراگرها و جداکننده در رفتار سازه بودند که بسته به رکوردهای لرزه ای مورد استفاده در مقاله، نتایج معقولی به دست آمد. این نتایج نشان دهنده تاثیر مثبت ترکیب مراگر ها با جداکننده در کاهش میزان جابجایی نسبی ، جابجایی بام و برش پایه بودند. استفاده همزمان میراگر و جداساز در سازه ها باعث کاهش 35 درصدی برش پایه سازه ها، 47 درصدی ماکزیمم جابجایی نسبی و 29 درصد جابجایی نقطه بام شد.
    کلید واژگان: بهینه سازی, جداساز, میراگر ویسکوز, میراگر اصطکاکی, تحلیل دینامیکی غیر خطی
    Mohsen Rahimzadeh Oskui, Ahmad Maleki *, Kiyomars Roshangar
    Considering the increasing use of seismic isolators in the country, which reduce the force on structural members and increase the overall displacement of the structure during an earthquake, it is necessary to create an optimal method for using this system along with reducing the overall displacement of the structure. Also, the use of damper systems reduces the overall and inter-floor movement of the structure during an earthquake. Therefore, it is essential to investigate the effect of using damping systems to optimize seismic isolators. On the other hand, the optimal use of the combination of two damper and isolator systems can be effective in reducing construction costs and repair costs resulting from earthquakes and provides structures with optimal performance. Therefore, in this article, two viscous and frictional dampers as well as isolator were used in high-rise concrete structures with 15 and 20 floors and the combination of these two systems was evaluated in the behavior of the structure. The structures are separated by lead core rubber isolators. The results were studied under three earthquake records of the nearby area. The results showed the positive effect of dampers and separators on the behavior of the structure, and reasonable results were obtained depending on the seismic records used in the article. also, showed the positive effect of the combination of separators and dampers in reducing the amount of relative displacement, roof displacement and base shear. The simultaneous use of damper and isolator in the structures caused a 35% reduction in the base shear of the structures, 47% in the maximum relative displacement and 29% in the displacement of the roof point.
    Keywords: optimization, isolator, viscous damper, Friction damper, Nonlinear dynamic analysis
  • کیومرث روشنگر*، سپهر گودرزی، حمیدرضا عباس زاده
    یکی از مسایل مهم در مهندسی هیدرولیک کاهش میزان فرسایش در رودخانه ها با استفاده از آب شکن ها به منظور حفظ خاک است. هدف از پژوهش حاضر بررسی عددی تاثیر وجود آب شکن بر پارامترهای رسوبی جریان با استفاده از نرم افزار FLOW-3D است. بدین منظور آب شکن ها در زوایای °30، °60 و °90، تحت 10 سناریوی مختلف در دبی و شرایط هیدرولیکی متفاوت ممکن مورد بررسی قرار گرفت. در پژوهش حاضر شبکه بندی با ابعاد mm 5 به عنوان شبکه بهینه برای شبیه سازی مدل ها انتخاب شد. همچنین مدل آشفتگی LES (شبیه سازی گردابه های بزرگ) برای شبیه سازی ها مورد استفاده قرار گرفت. در سناریوهایی که از دو عدد تیغه استفاده شده است، در تیغه اول آبشستگی مشاهده می گردد درحالی که در آب شکن بعد از آب شکن اول در جهت جریان، پدیده رسوب گذاری رویت شد. به طوری که در سناریوی دو تیغه ای با فاصله m 60/0 از هم، mm 48 فرسایش رخ داد. بیشترین میزان آبشستگی مربوط به آب شکن با حالت قوسی (LLeft-Q285) به میزان mm 45 است. تغییرات دبی در میزان آبشستگی تاثیر بالایی دارد. به طوری که با مقایسه سناریوهای با یک آب شکن (I-Q285، I-Q200 و I-Q350) کم ترین میزان آن با مقدار mm 5/5 مربوط به I-Q200 است. بررسی نتایج نشان داد که کم ترین میزان فرسایش در آب شکن های زاویه دار مربوط به سناریو با زاویه کم تر است.
    کلید واژگان: آبشستگی, آب شکن, رسوب گذاری, فرسایش, VOF
    Kiyoumars Roushangar *, Sepehr Goodarzi, Hamidreza Abbaszadeh
    One of the significant issues in hydraulic engineering is reducing erosion in rivers by using groynes to preserve soil. The purpose of this study is to investigate numerically the groynes' presence on the sedimentary flow parameters using FLOW-3D software. For this purpose, groynes were examined at angles 30°, 60°, and 90° under 10 scenarios in various discharge and hydraulic conditions. Here, the mesh block with dimensions of 5 mm was chosen as the optimal mesh block for simulating models. In addition, Large Eddy Simulation (LES) turbulence model was used for simulations. In the scenarios where two blades are used scouring is observed in the first blade, while the sedimentation phenomenon was observed in the groyne after the first groyne in the direction of the flow. In the two blades with a distance of 0.60 m from each other, 48 mm erosion occurred. The highest amount of scour is related to the arched groyne (LLeft-Q285) with 45 mm. Discharges have an increased effect on scouring, so by comparing the scenarios with one groyne (I-Q285, I-Q200, and I-Q350), the lowest amount is with the value of 5.5mm corresponding to I-Q200. The insufficient erosion in the angled groynes corresponds to the smaller angle scenario.
    Keywords: Erosion, Groyne, Sedimentation, Scouring, VOF
  • کیومرث روشنگر*، فرهاد امن زاده ابواسحق، حمیدرضا عباس زاده

    از مسایل مهم در طراحی سدها پدیده تراوش از سد است. اگر جریان آب در سدها کنترل نگردد باعث بروز مشکلات می شود که منجر به شکست سد می گردد. در تحقیق حاضر به بررسی مدل سازی عددی تراوش پرداخته شده و اثرات سیستم های آب بند در فونداسیون و بدنه سد خاکی در سناریو های مختلف تحت جریان ماندگار مورد بررسی قرار گرفته است. در  این پژوهش شرایط مختلف از بهینه ترین حالت تا بحرانی ترین شرایط موجود برای آب بندی لحاظ گردیده است. المان های آب بندی مورد بررسی شامل پتوی رسی، زهکش و پرده رسی در فونداسیون است. در حالت کلی با ترکیب انواع المان های تعریف شده و بدون در نظر گرفتن ابعاد هندسی آنها تاثیرات ترکیبی مطالعه شده است. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل در پژوهش حاضر، تنوع در نوع سیستم های کاهش نشت جریان در سناریو ها، تاثیر به سزایی در کاهش جریان در داخل بدنه سد و فونداسیون دارد. روند دبی نشت با افزایش ارتفاع از کف فونداسیون روند صعودی داشته و در محدوده 38 متر تا 46 متر از ارتفاع، حداکثر بوده و مجددا روند نزولی به خود می گیرد. نتایج نشان داد که ترکیب زهکش، پتوی رسی و پرده رسی می تواند به طور میانگین موجب کاهش 83 درصدی سرعت جریان، 5/15 درصدی دبی نشت جریان و 5/9 درصدی از بار آبی در پایین دست سد گردد. این ترکیب در مقایسه با سایر سناریوها نقش اصلی کاهندگی را داشته و پایداری سد را تامین می نماید.

    کلید واژگان: المان های آب بندی, نشت, سد البرز, SEEP, W
    Kiyoumars Roushangar*, Farhad Amanzadeh Aboueshagh, Hamidreza Abbaszadeh

    Seepage is a crucial factor in the design of dams as it can lead to failure if not controlled. This study delves into the numerical modeling of seepage and investigates the effects of different sealing systems on the foundation and body of earthen dams under steady flow conditions. The study explores various sealing conditions ranging from optimal to critical, which include clay blankets, drains, and clay curtains in the foundation. In general, the combined effects have been studied by combining all types of defined elements without considering their geometric dimensions. The study reveals that the different seepage reduction systems have significant effects on reducing the flow within the dam body and foundation. The trend of seepage discharge increases with height and reaches a maximum between 38 to 46 meters before decreasing again. The combination of a drain, clay blanket, and clay curtain proved to be the most effective in ensuring the dam's stability. The study shows that this combination can reduce the flow rate by an average of 83%, the seepage rate by an average of 15.5%, and the water head by an average of 9.5% at downstream of the dam. The results of this study suggest that the diversity in the type of flow seepage reduction systems has a significant effect on reducing the flow inside the dam body and foundation. This finding underscores the importance of considering the combined effects of different sealing systems to ensure the stability of the dam.

    Keywords: Alborz dam, Sealing elements, Seepage, SEEP, W
  • کیومرث روشنگر*، صادق عبدل زاد
    مقدمه

    پیش بینی تغییرات بیشینه دما، بسیار مهم است و به دلیل تاثیرات زیادی که بر منابع آبی، کشاورزی و محیطی دارد، اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است. با پیش بینی دما، می توان از تغییرات آینده آگاه شد و تمهیدات لازم برای تعدیل اثرات منفی آن بر منابع آبی، کشاورزی و محیطی را انجام داد. بنابراین، مدلسازی و پیش بینی بیشینه دما می تواند، به عنوان یک ابزار مهم در برنامه ریزی و مدیریت منابع طبیعی، اقتصادی و صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، بیشینه دما با استفاده از روش نوین حافظه طولانی-کوتاه -مدت (LSTM) بر پایه روش های پیش پردازنده تبدیل موجک گسسته (DWT) و تجزیه مد تجربی کامل (CEEMD) در دو اقلیم متفاوت (مرطوب و نیمه خشک) مدلسازی شد. برای این منظور، از داده های دمای بیشینه، دمای کمینه، بارش و تابش خورشیدی به صورت روزانه مربوط به دوره 2001 تا 2020 ایستگاه های سینوپیک واقع در سیاه بیشه شهرستان آمل در استان مازندران و فرودگاه شهرستان ارومیه در استان آذربایجان غربی، استفاده شد. مشخص شد که در منطقه نیمه خشک، پارامترهای دمای بیشینه و کمینه دو روز قبل و دمای بیشینه و کمینه یک روز قبل و دمای کمینه و تابش خورشیدی همان روز و در منطقه مرطوب، پارامترهای دمای بیشینه دو روز قبل و دمای بیشینه و کمینه یک روز قبل و دمای کمینه و تابش خورشیدی همان روز، به عنوان مدل برتر شناخته شده است.

    نتایج و بحث:

    نتایج حاصل از تحلیل مدل ها، قابلیت و کارایی بالای روش به کار رفته در تخمین بیشینه دما را به خوبی نشان داد. از طرف دیگر، روش های پیش پردازنده باعث بهبود نتایج شدند. در بررسی های صورت گرفته مشاهده شد که نتایج حاصل از تجزیه بر اساس تبدیل موجک، منجر به نتایج بهتری می شود، به طوری که معیار ارزیابی DC برای مدل برتر در منطقه نیمه خشک شهرستان ارومیه، از 0.965 به 0.993 و در منطقه مرطوب شهرستان آمل از 0.926 به 0.970، افزایش یافت و معیار RMSE در فرودگاه ارومیه از 1.943 به0.896 و در سیاه بیشه از 2.595 به 1.648، کاهش یافته است.

    نتیجه گیری

    نتایج بررسی نشان از افزایش معیار ارزیابی DC و کاهش RMSE برای ایستگاه سینوپتیک فرودگاه ارومیه به ترتیب 2.74 و 53.87 درصد و برای ایستگاه سینوپتیک سیاه بیشه آمل به ترتیب 4.80 و 35.50 درصد شد. این نتایج نشان می دهد، تبدیل موجک بیشترین تاثیر را در بهبود عملکرد مدل LSTM دارد و مدل های منتخب، قابلیت و کارایی بالایی در تخمین میزان دمای بیشینه را دارند. با توجه به نتایج تحلیل حساسیت مشخص شد، پارامتر دمای یک روز قبل، تاثیرگذارترین پارامتر در تخمین بیشینه دمای روزانه برای دو منطقه با اقلیم متفاوت مرطوب و نیمه خشک است.

    کلید واژگان: بیشینه دما, تبدیل موجک, تجزیه مد تجربی, شبکه های عصبی مصنوعی, یادگیری عمیق
    Kiyoumars Roushangar *, Sadegh Abdelzad
    Introduction

    Predicting the maximum temperature changes is very important and has become increasingly important due to the many effects it has on water resources, agriculture and the environment. By forecasting the temperature, one can be aware of future changes and make the necessary arrangements to adjust its negative effects on water resources, agriculture and the environment. Therefore, modeling and forecasting the maximum temperature can be used as an important tool in the planning and management of natural, economic and industrial resources.

    Materials and methods

    In this article, the maximum temperature was modeled using the Long-Short-Term Memory (LSTM) method based on Discrete Wavelet Transform (DWT) and Complete Experimental Mode Decomposition (CEEMD) methods in two different climates (humid and semi-arid). For this purpose, the daily data of maximum temperature, minimum temperature, precipitation, and solar radiation were used from 2001 to 2020 of the synopic stations located in Siyahbisheh, Amol City in Mazandaran Province and Urmia City airport in West Azarbaijan Province. It was determined that in the semi-arid region, the parameters of maximum and minimum temperature two days before, and maximum and minimum temperature one day before, as well as the minimum temperature and solar radiation of the same day, and in the humid region, the parameters of maximum temperature two days before, and maximum and minimum temperature one day before, as well as the minimum temperature and solar radiation of the same day were recognized as the superior model.

    Results and discussion

    The results of the analysis of the models showed the capability and high efficiency of the method used in estimating the maximum temperature. On the other hand, the pre-processor methods improved the results. In the investigations, it was observed that the results of analysis based on wavelet transformation led to better results so that the DC evaluation criterion for the superior model in the semi-arid region of Urmia City went from 0.965 to 0.993 and in the humid area of Amol City increased from 0.926 to 0.970 and the RMSE criterion in Urmia Airport decreased from 1.943 to 0.896 and in Siyahbisheh from 2.595 to 1.648.

    Conclusion

    The results showed an increase in DC evaluation criteria and a decrease in RMSE for the synoptic station of Urmia Airport by 2.74% and 53.87%, respectively, and by 4.80% and 35.50% for the Siyahbisheh Amol Synoptic Station, respectively. This again shows that wavelet conversion has the greatest effect in improving the performance of the LSTM model and the selected models have high capability and efficiency in estimating the maximum temperature. According to the results of the sensitivity analysis, it was determined that the temperature parameter of the previous day is the most influential in estimating the maximum daily temperature for two regions with different climates (humid and semi-arid).

    Keywords: Artificial Neural Networks, Deep Learning, Empirical mode decomposition, Maximum Temperature, Wavelet transform
  • کیومرث روشنگر*، شیما شفیع ناییبی، محمدعلی لطف الهی یقین، مهرداد رمضانیلر

    خطوط لوله انتقال دهنده سیالات، یکی از مهم ترین عوامل توسعه و رشد اقتصادی هر کشوری محسوب می شوند که برای انتقال سوخت های سیال، پسماندها و فاضلاب ها و یا برای انتقال هر سیال دیگر استفاده می شوند. هنگامی که این خطوط لوله بر روی بستر دریا و اقیانوس قرار می گیرند، باعث ایجاد تغییراتی در جریان شده که افزایش تنش برشی و آشفتگی سیال را به دنبال دارد. همین امر سبب بیشتر شدن ظرفیت حمل رسوب و در نتیجه ایجاد حفره آبشستگی می شود. با بزرگ تر شدن چاله آبشستگی، تنش ها و بارهای نوسانی باعث خستگی و گسیختگی لوله ها می شود. همین امر اهمیت بررسی پدیده آبشستگی در زیر خطوط لوله را نشان می دهد. در این تحقیق به تاثیر عوامل متعددی بر آبشستگی زیر خطوط لوله تحت موج با استفاده از روش رگرسیون فرایند گاوسی ((GPR) Gaussian Process Regression) و ماشین بردار پشتیبان ((SVM) Support Vector Machine) مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور از داده های آزمایشگاهی متعددی که استفاده شده است و پس از تعریف چندین پارامتر بدون بعد، عملکرد روش های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده به خوبی نشان دهنده این است که این روش ها نسبت به روابط تجربی نتایج بهتری دارند. با بررسی نتایج مشاهده شد که مدل ماشین بردار پشتیبان با متغیرهای ورودی KC، θ، Re و e/D با دارا بودن حداقل مقدار RMSE برابر 047/0 و همچنین حداکثر مقادیر R برابر 959/0 و NSE برابر 904/0 بهترین نتیجه و عملکرد را دارد و طبق نتایج به دست آمده از آنالیز حساسیت پارامتر KC، تاثیرگذارترین پارامتر بر روی عمق آبشستگی زیر خطوط لوله در حالت موج است.

    کلید واژگان: عمق آبشستگی, خطوط لوله, موج, توابع کرنل, روش رگرسیون گاوسی, ماشین بردار پشتیبان
    Kiyoumars Roushangar *, Shima Shafie Naeibi, MohammadAli Lotfollahi Yaghin, Mehrdad Ramazanilar

    Pipeline network is one of the major agents of the economic growth and development of a country, which is used to transport fluid fuels, wastewaters, and any other fluids. When these pipelines meet seas and oceans, pipes are laid on the solid bed and it causes changes in the flow pattern around the pipes. In result of these changes, the shear stress of the bed under pipelines and turbulence of current will be increased, and scour will occur under pipelines and the scour hole will form and develop. These holes cause damage and failure to the pipe due to the pipe weight and oscillating loads. Therefore, it is very important to study the scour depth and effective variables to reduce scour and prevent damage. Researchers have conducted experimental and numerical studies on scour phenomenon, considering various types of flows and conditions, and have provided different relations over the years.In this research, the effect of various factors on this phenomenon in waves is investigated using Gaussian process regression (GPR) and support vector machine (SVM). To this end, several laboratory data were used and after defining several non-dimensional parameters the performance of these methods was evaluated. The result of this research demonstrated that these methods are better than experimental relations and have promising outcomes. This study has shown that an SVM model with KC, Re and  variables in wave-induced current has the best results. It is worth mentioning that the KC variable has the most significant effect on the scour below pipelines.

    Keywords: Scour depth, Pipelines, Waves, Kernel-Based Method, Gaussian process regression (GPR), support vector machine (SVM)
  • حمیدرضا عباس زاده، کیومرث روشنگر*، زهرا صلاح پور
    دریچه های زیرگذر سازه هایی هستند که در آن ها حرکت آب از زیر دریچه صورت می پذیرد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی عددی تاثیر وجود آستانه بر مشخصات هیدرولیکی جریان در دریچه های کشویی و قطاعی با استفاده از نرم افزار FLOW-3D است. بدین منظور، آستانه با مشخصات هندسی مختلف در عرض ، ضخامت و ارتفاع مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شاخص های آماری در مدل آشفتگی RNG در مقایسه با مدل های k-ε، k-ω و LES از دقت بالایی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی برخوردار است. شاخص RMSE در مدل آشفتگی RNG برای عمق آب بالادست دریچه و ضریب دبی به ترتیب 0079/0 متر و 0117/0 بوده و میانگین درصد خطای نسبی برای این پارامترها به ترتیب 94/2% و 60/1 % می باشد. شاخص کلینگ گوپتا (KGE) برای مش بهینه و مدل آشفتگی مذکور در بازه بسیار خوب (very good) قرار دارد. در یک بازشدگی یکسان در حالت بدون آستانه و با آستانه هم عرض کانال، ضریب دبی با آستانه، بیشتر از حالت بدون آستانه است. در بین آستانه های بررسی شده میزان ضریب دبی در آستانه نیم دایره بیشتر از آستانه مستطیلی است. همچنین ضریب دبی دریچه قطاعی در حالت بدون آستانه و با آستانه بیشتر از دریچه کشویی در حالت متناظر است. نتایج نشان داد که افزایش ضخامت آستانه منجر به افزایش تنش برشی جریان شده و به تبع آن ضریب دبی کاهش می یابد. ضریب دبی دریچه با ارتفاع های مختلف آستانه همواره بیشتر از شرایط بدون آستانه می باشد اما به ازای نسبت ثابت پارامتر عمق بالای آستانه به میزان بازشدگی، ضریب دبی با افزایش ارتفاع آستانه تا حد مشخصی افزایش و سپس کاهش می یابد.
    کلید واژگان: دریچه کشویی, دریچه قطاعی, ضریب دبی, معادله غیرخطی رگرسیونی, Flow-3D
    Hamidreza Abbaszadeh, Kiyoumars Roushangar *, Zahra Salahpour
    Underpass gates are structures in which water moves through the gate. The purpose of this research is to investigate the effect of the sill on the hydraulic characteristics of flow in sluice and radial gates numerically using FLOW-3D software. For this aim, sills with different geometric characteristics in width, thickness, and height were investigated. The results showed that the statistical indicators in the RNG turbulence model have high accuracy compared to the k-ε, k-ω, and LES models in comparison with the experimental results. The RMSE in the RNG turbulence model for the upstream water depth and the discharge coefficient are 0.0079 m and 0.0117 m, respectively, and the average percentage relative error for these parameters is 2.94% and 1.60%, respectively. The Kling Gupta Efficiency (KGE) for the optimal mesh and mentioned turbulence model is in the very good range. In the same opening in the case without and with a suppressed, the discharge coefficient with the sill is higher than without the sill. Among the investigated sills, the discharge coefficient in the semi-circular sill is higher than in the rectangular sill. Also, the discharge coefficient of the radial gate in the without and with a sill is higher than the sluice gate in the corresponding state. The results showed that the increase in the thickness of the sill leads to an increase in the shear stress of the flow and consequently the discharge coefficient decreases. The discharge coefficient of the gate with different heights of the sill is always higher than the one without the sill, but due to the constant ratio of the depth parameter above the sill to the opening, the discharge coefficient increases with the increase of the height of the sill up to a certain level and then decreases.
    Keywords: Discharge coefficient, Flow-3D, Nonlinear Regression Equation, Radial gate, Sluice Gate
  • کیومرث روشنگر*، صادق عبدل زاد

    کشور ایران با اقلیمی خشک و نیمه خشک با سیل های مخرب، خشک سالی و کم آبی روبرو است. خشک سالی و سیلاب ها می تواند محیط زیست، فعالیت های اقتصادی و اجتماعی را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین بررسی و پیش بینی دبی رودخانه ها و برنامه ریزی مدیریتی به منظور کنترل آن مخصوص مصرف آب در آینده بسیار ارزشمند است. در این پژوهش، تغییرات دبی رودخانه با استفاده از داده های آماری از سال 2001 تا 2020 مدل سازی شد. داده های آماری مربوط به ایستگاه های سینوپیک و هیدرومتر یک منطقه نیمه خشک در استان آذربایجان غربی شهرستان ارومیه و مرطوب در استان مازندران شهرستان آمل استفاده شد. از دوازده مدل زمانی تعریف شده برای شبکه (long short-term memory)یا به اختصار LSTM بهترین مدل مشخص شد. سپس مدل سازی LSTM بر پایه روش های پیش پردازنده تبدیل موجک گسسته(Discrete Wavelet Transform) به اختصارDWT و تجزیه مد تجربی کامل (Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition) به اختصار (CEEMD) انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که مدل منتخب قابلیت و کارایی بالایی در تخمین میزان دبی رودخانه را دارد. از طرفی دیگر روش های پیش پردازنده باعث بهبود نتایج شدند. به طوری که در تبدیل موجک معیار ارزیابی DC مدل برتر در رودخانه نازلو از 93/0 به 95/0 و در رودخانه چالوس از 83/0 به 90/0 افزایش یافت. بهترین حالت ارزیابی برای داده های آزمون با استفاده از تبدیل موجک برای رودخانه نازلو در اقلیم نیمه خشک با معیارهای ارزیابی 977/0=R و 954/0=DC و 018/0=RMSE به دست آمد. همچنین با توجه به نتایج آنالیز حساسیت مشخص شد پارامتر دبی یک روز قبل ، تاثیرگذارترین پارامتر در تخمین دبی روزانه است.

    کلید واژگان: تبدیل موجک, تجزیه مد تجربی, شبکه های عصبی مصنوعی, یادگیری عمیق, مدل سازی
    Kiyoumars Roushangar *, Sadegh Abdelzad

    Iran is faced with a dry and semi-dry climate with destructive floods, droughts, and water shortages. Droughts and floods can affect the environment, economic, and social activities. Therefore, examining and predicting river discharge and planning management to control it, especially for future water consumption, is very valuable. In this study, changes in river discharge were modeled using statistical data from 2001 to 2020.Statistical data from synoptic and hydrometric stations in a semi-arid region in Urmia city of West Azerbaijan province and a humid region in Amol city of Mazandaran province were used. Out of twelve time-series models defined for the Long Short-Term Memory (LSTM) network, the best model was identified. Then, LSTM modeling was performed based on pre-processing methods of Discrete Wavelet Transform (DWT) and Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition (CEEMD). The results showed that the selected model has high ability and efficiency in estimating the amount of river discharge. On the other hand, pre-processing methods improved the results such that the DC evaluation criterion in the wavelet transform increased from 0.93 to 0.95 in the Nazloo River and from 0.83 to 0.90 in the Chalous River. The best evaluation results for test data using wavelet transform for the Nazloo River in the semi-arid climate with evaluation criteria of R=0.977, DC=0.954, and RMSE=0.018 were obtained. Furthermore, the results of the sensitivity analysis indicated that the discharge parameter of one day before is the most effective in daily discharge estimation.

    Keywords: wavelet transform, empirical mode decomposition, maximum temperature, Artificial Neural Networks, Deep Learning
  • حسن گل محمدی*، کیومرث روشنگر، محمدتقی اعلمی

    شرایط کنونی دریاچه ارومیه پیامد توسعه نامتوازن و ناپایدار در حوضه آبریز آن و برداشت بی رویه از منابع آب تجدیدپذیر حوضه بویژه در دو دهه اخیر می باشد. هدف پژوهش حاضر سنجش اثرگذاری تغییرکاربری اراضی کشاورزی بر روند کاهش تراز آب دریاچه ارومیه و تسریع روند خشکی آن است.‬‬‬‬‬ داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل تصاویر ماهواره ای لندست در بازه زمانی سال 2000 الی 2020 و آمار و اطلاعات منابع آب ورودی به دریاچه ارومیه می باشند که توسط الگوریتم‫های SVM, Kappa Coefficient در نرم ‫افزارENVI5.3 طبقه‫ بندی و صحت سنجی شده و سپس با استفاده از نرم افزارArc-GIS میزان تغییرات کاربری ها مشخص شده است. در نهایت بعد از مشخص نموندن میزان تغییرات هر کاربری میزان آب مورد نیاز هر نوع کشت بر اساس تیپ اقلیمی و ویژگی خاک آن شهرستان توسط مدلNETWAT محاسبه گردید. نتایج حاصل از بررسی تصاویر ماهواره‫ای نشان می‫دهد در بازه زمانی هدف پژوهش روند تغییر الگوی کشت از کشاورزی آبی به باغداری بسیار سریع بوده به طوری که از مساحت 395 کیلومترمربع در سال 2000 به 688 کیلومترمربع در سال 2020 رسیده است. همچنین خروجی‫های مدل NETWAT نیز نشان می‫دهد که با توجه به تغییر مساحت کاربری اراضی کشاورزی و تغییر الگوی کشت میزان مصرف آب مورد نیاز در بخش کشاورزی در بازه زمانی رشدی تقریبا دو برابری داشته و از 1600 میلیون متر‫مکعب در سال 2000 به 2900 میلیون مترمکعب در سال 2020 رسیده است و این افزایش نیاز مصرفی باعث حذف جریان سطحی رودخانه ها و پایین رفتن سطح آب‫های زیرزمینی حوضه شده است که خود مبین دلیل اصلی کاهش حجم آب ورودی به دریاچه ارومیه می باشد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

    کلید واژگان: تغییر الگوی کشت, تغییر کاربری ارضی, حوضه آبریزدریاچه ارومیه, ماشین بردار پشتیبان
    Hassan Golmohammadi *, Kiomars Roshangar, MohammadTaghi Aalami

    The purpose of this study is to measure the impact of agricultural land-use change on the process of reducing the water level of Urmia Lake and accelerate its land process. The data used in this research include Landsat satellite images in the period 2000 to 2020 and statistics and information of water sources entering the lake of Urmia Lake Rehabilitation Headquarters, which are classified by SVM, Kappa Coefficient algorithms in ENVI5.3 software and Validated and then using Arc-GIS software to determine the extent of user changes. Finally, after determining the number of changes in each land use, the amount of water required for each type of cultivation was calculated based on the climatic type and soil characteristics of the city by the NETWAT model. The satellite images show that in the period, the research aimed to change the cultivation pattern from irrigated agriculture to cropland, from an area of 395 km3 in 2000 to 688 km3 in 2020. The outputs of the NETWAT model also show that due to the change in the land-use area of agricultural lands and the change in the cultivation pattern, the amount of water consumption required in the agricultural sector has almost doubled in the growth period, from 1600 million cubic meters in 2000. It reached 2900 million cubic meters in 2020. This increase in consumption needs has eliminated the surface flow of rivers and lowered the groundwater level of the basin, which is the main reason for reducing the volume of water entering Urmia Lake.

    Keywords: Cultivation type change, Land Use Change, Urmia Lake catchment area, Super vector machine
  • احسان امین وش، کیومرث روشنگر*
    جهت انتقال و تخلیه آب اضافی جمع شده در پشت سد ها به پایین دست از سرریزها استفاده می شود. سرریزها از نظر هندسی و محل استفاده انواع مختلفی دارند که براساس توپوگرافی منطقه، شرایط هیدرولیکی و هیدرولوژیکی و... از آن ها بهره گرفته می شود. برهمین اساس در پژوهش حاضر به بررسی تاثیر شیب پیشانی پله سرریز پلکانی ساده و بلوک دار با تاج نیم دایره ای بر پارامترهای هیدرولیکی سرریز با استفاده از مدل Flow-3D و مدل آشفتگی RNG پرداخته شده است. سه مقدار برای شیب ناحیه پیشانی پله سرریز در نظر گرفته شده و محدوده عمق بحرانی نسبی در بازه 0/71 الی 1/06 انتخاب شد. شبیه سازی عددی نشان داد با افزایش زاویه پیشانی پله نسبت به افق یا به عبارت دیگر با کاهش شیب پیشانی پله، استهلاک انرژی نسبی جریان افزایش می یابد، بطوریکه این میزان افزایش در سرریز با پله 90 درجه نسبت به پله با زاویه 60 درجه، 13/88 درصد و نسبت به پله با زاویه 45 درجه 28/9 درصد بیشتر است. از طرفی استفاده از بلوک نیز باعث افزایش استهلاک انرژی در سرریز با پله 90 درجه نسبت به پله با زاویه 60 درجه به مقدار 7 درصد و نسبت به پله با زاویه 45 درجه 24/32 درصد شده است. هم چنین مقدار عمق نسبی پایین دست با افزایش دبی جریان روند افزایشی داشته و با افزایش افت انرژی پایین دست، عدد فرود ناحیه پایین دست سرریز پلکانی کاهش می یابد که این مقدار کاهش در زاویه 90 درجه حدودا 60 درصد بیشتر از زوایای 45 و 60 درجه بوده است.
    کلید واژگان: سرریز پلکانی, مدل عددی Flow-3D, استهلاک انرژی نسبی, مدل بلوک دار و بدون بلوک
    Ehsan Aminvash, Kiyoumars Roushangar *
    Spillways are used to transfer and discharge the excess water collected behind the dams downstream. There are different types of spillways in terms of geometry and place of use, which are used based on the topography of the region, hydraulic and hydrological conditions, etc. Based on this, in the current research, the effect of the frontal slope of a simple and blocky stepped spillway with a semi-circular crest on the hydraulic parameters of the spillway has been investigated using the Flow-3D® model and the RNG turbulence model. Three values were considered for the slope of the front area of the spillways step and the range of critical depth was between 11.9 and 14.5 cm. Numerical simulation showed that increasing the angle of the front of the step relative to the horizon, or in other words, reducing the slope of the front of the step, has increased the relative energy dissipation, so that the amount of energy dissipation increases in the spillway with a 90 degree step compared to a step with a 60 degree angle are 13.88% and 28.89% higher than the 45 degree angle stairs. On the other hand, the use of blocks has increased the consumption of energy in the overflow with a 90-degree step compared to a 60-degree angle step by 7% and compared to a 45-degree angle step by 32.24%. Also, the value of the downstream relative depth increases with the increase of the flow rate and with the increase of the downstream energy loss, the descent number of the downstream area of the stepped spillway decreases, and this decrease is about 60% more at the angle of 90 degrees than the angles were 45 and 60 degrees.
    Keywords: Stepped Spillways, Flow-3D numerical model, Relative energy dissipation, Model with, without Blocks
  • کیومرث روشنگر*، سینا داودی
    آلودگی آب یک مشکل بزرگ جهانی است که به ارزیابی مداوم و تجدیدنظر در سیاست منابع آبی در همه سطوح احتیاج دارد. اکسیژن محلول (DO) یکی از مهم ترین شاخص های کیفیت آب است. در مطالعه حاضر، پارامتر کیفی اکسیژن محلول در آب با استفاده از روش هوشمند حافظه طولانی کوتاه مدت (LSTM) بر پایه روش های پیش پردازنده تبدیل موجک گسسته (DWT) و روش تجزیه مد تجربی کامل (CEEMD) در دو حالت زمانی و مکانی در پنج ایستگاه متوالی بر روی رودخانه ساواناه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل مدل ها قابلیت و کارایی بالای روش به کاررفته را در تخمین میزان اکسیژن محلول در آب به خوبی نشان داد. از طرفی دیگر روش های پیش پردازنده باعث بهبود نتایج شدند. هم چنین در بررسی های انجام شده مشاهده شد که نتایج حاصل از تجزیه براساس تبدیل موجک در مدل سازی مکانی، به میزان دو درصد و هم چنین تجزیه مد تجربی در مدل سازی زمانی، به میزان 15 درصد میزان خطای RMSE را کاهش داد. بهترین حالت ارزیابی برای داده های آزمون با استفاده از تجزیه مد تجربی در حالت مدل سازی زمانی مربوط به یک روز قبل با مقادیر 977/0=DC، 988/0=R و 017/0=RMSE به دست آمد. هم چنین در مدل سازی مکانی جهت تخمین اکسیژن محلول در ایستگاه سوم نیز مشخص شد نتایج حاصل از ورودی های پارامتر اکسیژن محلول در یک روز قبل ایستگاه دوم و دو روز قبل ایستگاه اول بهترین نتیجه را دارا می باشد.
    کلید واژگان: اکسیژن محلول, تبدیل موجک, تجزیه مد تجربی, حافظه طولانی کوتاه مدت
    Kiyoumars Roushangar *, Sina Davoudi
    Water pollution is a major global problem that requires constant evaluation and revision of water resources policy at all levels. Dissolved oxygen (DO) is one of the most important indicators of water quality. In the present study, the water quality parameter of dissolved oxygen using intelligent Long Short-Term Memory (LSTM) method based on discrete wavelet transform (DWT) and Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition (CEEMD) pre-processor methods in both temporal and spatial modes. It was investigated in five consecutive stations on the Savannah River. The results of analysis of models showed the ability and high efficiency of the method used in estimating the amount of dissolved oxygen in water. On the other hand, pre-processor methods improved the results. It was also observed in the investigations that the results of analysis based on wavelet transformation in spatial modeling reduced the RMSE error by two percent and also the empirical mode decomposition in temporal modeling by 15 percent. The best evaluation for test data was obtained using the empirical mode decomposition in temporal modeling corresponding to the previous day with values ​​of DC=0.977, R=0.988 and RMSE=0.017. Also, in the spatial modeling to estimate dissolved oxygen in the third station, it was found that the results obtained from the inputs of the dissolved oxygen parameter one day before the second station and two days before the first station have the best results.
    Keywords: Dissolved Oxygen, Empirical mode decomposition, Long Short-Term Memory, Wavelet transform
  • کیومرث روشنگر*، محمدتقی اعلمی، حسن گل محمدی
    زمینه و هدف

    کاهش سطح تراز آبی دریاچه ارومیه و اثرات آن بر محیط پیرامون این دریاچه از موضوعات و چالش های مهم ملی و بین المللی در دو دهه اخیر بوده است. براساس مطالعات صورت گرفته یکی از مهمترین عامل اثرگذار بر این روند کاهشی، افزایش برداشت به-ویژه جهت امور کشاورزی بوده است. برهمین اساس هدف پژوهش حاضر شبیه سازی وضعیت آینده منابع آب حوضه دریاچه ارومیه، تحت تاثیر مساحت کاربری های کشاورزی جهت برنامه ریزی بهتر آینده منابع آب این حوضه می باشد.

    روش پژوهش:

     به این منظور، نخست داده های تصاویر ماهواره ای لندست در بازه زمانی سال 2000 الی 2020 به کمک الگورتیم SVM در نرم افزار ENVI5.3 طبقه بندی و صحت طبقه بندی با استفاده از الگوریتم Kappa Coefficient سنجیده شد. در ادامه آمارها و اطلاعات مربوط به تغییر الگوی کشت (از زراعی به باغی) و منابع آب ورودی به دریاچه ارومیه محاسبه گردید. درگام بعد با استفاده از دو روش LCM, CA-MARKOV شبیه سازی تغییرات کاربری اراضی برای سال 2030 و 2040 انجام شد و در نهایت پس از مشخص نمودن میزان تغییرات هریک از کاربری ها، میزان آب مورد نیاز جهت امور کشاورزی در حوضه آبریز با استفاده از مدل NETWAT شبیه سازی شد.

    یافته ها

    نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد که مساحت دو کاربری کشاورزی آبی و باغ به ترتیب از 1450 و 395 کیلومترمربع در سال 2000 به بیش از 3600 و 1650 کیلومترمربع در سال 2040 افزایش خواهد یافت. همین امر باعث افزایش میزان آب مورد نیاز جهت امور کشاورزی از 1500 میلیون مترمکعب در سال 2000 به بیش از 4100 میلیون مترمکعب در سال 2040 خواهد شد.

    نتایج

    به کاربری کشاورزی آبی از سال 2000 تا 2020 به میزان Km2 1253.05 افزوده شده که طبق پیش‫بینی به روش مارکوف این میزان در سال 2040 به Km2 2049.54 می‫رسد، که میزان مصرف آب را 1 میلیارد و 473 میلیون مترمکعب افزایش می‫دهد. به کاربری باغات از سال 2000 تا 2020 به میزان Km2 688.02 افزوده شده که طبق پیش‫بینی به روش مارکوف  این میزان در سال 2040 به Km2 1276.14 می‫رسد، که میزان مصرف آب را 703 میلیون مترمکعب افزایش می‫ دهد. به کاربری دیم از سال 2000 تا 2020 به میزان Km2 367.06 افزوده شده که طبق پیش‫بینی بروش مارکوف  این میزان در سال 2040 به Km2 531 می‫رسد، که میزان مصرف آب را MCM 253 افزایش می‫دهد.

    کلید واژگان: تغییرات کاربری اراضی, مصرف آب, سلول های خودکار, زنجیره مارکوف, حوضه دریاچه ارومیه
    Kiyoumars Roushangar *, MohammadTaghi Aalami, Hassan Golmohammadi
    Background and Aim

    Reducing the water level of Urmia Lake and its effects on the environment around the lake has been one of the important national and international issues and challenges in the last two decades. In accord with the studies, one of the critical factors affecting this declining trend has been the rise in harvest, especially for agriculture. Accordingly, the purpose of this study is to simulate the future status of water resources in the Urmia Lake basin, influenced by the area of agricultural land uses.

    Method

      For this purpose, Landsat satellite image data for the period 2000 to 2020 are firstly classified using the SVM algorithm in ENVI5.3 software and the classification accuracy is analyzed using the Kappa Coefficient algorithm.In the following, the statistics and information related to the change of cultivation pattern (from arable to garden) and water sources discharging Lake Urmia are calculated. In the next step, the simulation of land use changes for 2030 and 2040 is done using two LCM and CA-MARKOV methods. And finally, after determining the amount of changes in each land use, the amount of water required for agricultural affairs in the catchment is simulated using NETWAT model.

    Conclusion

    The results show that the area of two uses, irrigated agriculture and garden will increase from 1450 and 395 square kilometers in 2000 to more than 3600 and 1650 square kilometers in 2040, respectively, This will increase the amount of water Needed or agriculture from 1,500 million cubic meters in 2000 to more than 4,100 million cubic meters in 2040.

    Results

    From 2000 to 2020, water consumption in irrigated agriculture has increased by 1253.05 Km2; which according to Markov's prediction method, this amount will reach 2049.54 Km2 in 2040 that raises the amount of water consumption by 1 billion and 473 million cubic meters. The gardens land use has increased by 688.02 Km2 from 2000 to 2020, and according to Markov's prediction method, this amount will reach 1276.14 Km2 in 2040, which raises the amount of water consumption by 703 million cubic meters. From 2000 to 2020, 367.06 Km2 has been added to the drayland farming, which according to the prediction of Markov method, this amount will reach 531 Km2 in 2040, which soars the amount of water consumption by 253 MCM.

    Keywords: Land use changes, Water consumption, Automatic cells, Markov chain, Urmia Lake Basin
  • کیومرث روشنگر*، شیما شفیع نائیبی، محمدعلی لطف الهی یقین، مهرداد رمضانیلر
    امروزه در سراسر دنیا از خطوط لوله برای انتقال سیالات از نقطه ای به نقطه دیگر استفاده می شود. عبور خطوط لوله از بستر رودخانه، دریا و اقیانوس ها باعث ایجاد تغییراتی در الگو جریان می شود. در نتیجه این تغییرات، تنش برشی بستر و آشفتگی جریان افزایش می یابد و خاک بستر زیر این خطوط را دچار آبشستگی کرده و گودال آبشستگی به وجود می آید. این گودال ها سبب می شوند که لوله تحت اثر نیروی وزن خود در معرض آسیب دیدگی و شکست باشد؛ که در صورت وقوع این اتفاق خسارات جبران ناپذیر محیط زیستی و مالی ایجاد می کند. از این رو بررسی عمق گودال آبشستگی و عوامل موثر در به وجود آمدن آن برای کاهش آبشستگی و خسارات ناشی از آن بسیار حایز اهمیت می باشد. در این تحقیق به تاثیر عوامل متعددی بر آبشستگی زیر خطوط لوله در جریان یکنواخت با استفاده از روش رگرسیون فرایند گاوسی (GPR) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) و مقایسه نتایج آن با روابط ارایه شده پرداخته شده است. بدین منظور داده های آزمایشگاهی متعددی مورد استفاده قرار گرفته و پس از تعریف چندین پارامتر بدون بعد، عملکرد روش های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده به خوبی نشان می دهد که این روش ها کارایی بهتری نسبت به روابط تجربی دارند. بررسی ها نشان داد مدل ماشین بردار پشتیبان با متغییرهای ورودی h/D، D/d، Re و S0 با دارا بودن مقادیر معیارهای ارزیابی RMSE برابر 084/0، R برابر با 877/0 و NSE برابر 767/0 بهترین نتیجه و عملکرد را دارد.
    کلید واژگان: عمق آبشستگی, خطوط لوله, جریان یکنواخت, توابع کرنل, روش رگرسیون گاوسی, ماشین بردار پشتیبان
    ‪Kiyoumars Roushangar *, Shima Shafie Naeibi, Mohammad Ali Lotfollahi-Yaghin, Mehrdad Ramazanilar
    Pipelines are used all around the world to transport fluids from one location to another. When these pipelines meet rivers, seas and oceans pipes are laid on the solid bed and it causes changes in the flow pattern around the pipes. In result of these changes, the shear stress of bed under pipelines and turbulence of current will be increased, and scour will occur under pipelines and the scour hole will form and develop. These holes cause damage and failure to the pipe due to the pipe weight. In case of failure of the pipe, irreparable damages will incur to the environment and there will be huge financial costs. Therefore, it is very important to study the scour depth and effective variables to reduce scour and prevent damages. Researchers have conducted experimental and numerical studies on scour phenomenon and have provided relations over the years.
    In this research the effect of various factors on this phenomenon in steady current are investigated using Gaussian process regression (GPR) and support vector machine (SVM) and it is compared with the previous presented relations. To this end several laboratory data were used and after defining several non-dimensional parameters the performance of these methods was evaluated. The result of this research demonstrated that these methods are better than experimental relations and have promising outcomes. This study have shown that an SVM model with ℎ/D, D/d, Re and S0 variables in steady current have the best results. It is worth mentioning that ℎ and variables in steady current have the most significant effect on the scour below pipelines.
    Keywords: Scour depth, Pipelines, Steady flow, Kernel-Based Method, Gaussian process regression (GPR), support vector machine (SVM)
  • کیومرث روشنگر*، سینا داودی
    پیش بینی کیفیت آب نقش مهمی در پایش زیست -محیطی، پایداری اکوسیستم و آبزی پروری ایفا می کند. روش های پیش بینی سنتی نمی توانند غیر خطی و غیر ثابت بودن کیفیت آب را به خوبی نشان دهند. در مطالعه حاضر پارامتر کیفی اکسیژن محلول در آب با استفاده از روش های هوشمند ماشین بردار پشتیبان (SVM)، رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) و روش حافظه طولانی کوتاه-مدت (LSTM) بر روی سه ایستگاه متوالی بر روی رودخانه ساواناه واقع در ایالات متحده آمریکا مدل سازی شد. بدین منظور شش پارامتر هیدرولیکی و هیدرولوژیکی جریان شامل دمای آب، کدورت، دبی، میانگین سرعت جریان، pH و رسانایی ویژه در مدت هفت سال (2015-2021) به صورت روزانه به عنوان پارامترهای ورودی، جهت مدل سازی اکسیژن محلول به کار گرفته شدند. نتایج نشان دهنده برتری کامل روش یادگیری عمیق بر روش های یادگیری ماشین بود. با توجه به نتایج بدست آمده روش حافظه طولانی کوتاه-مدت برای مدل آخر که شامل تمامی پارامترها بود در ایستگاه سوم با دارا بودن ضریب همبستگی و ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب 981/0R= و 956/0DC= و 034/0RMSE= برای داده های آزمون از عملکرد بهتری برخوردار بود. در نهایت با انجام تحلیل حساسیت، با حذف پارامتر دمای آب، مشخص گردید معیارهای ارزیابی DC، به میزان 14% کاهش و RMSE، به میزان 100% افزایش داشت. بنابراین دمای آب به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر در پیش بینی اکسیژن محلول در آب معرفی شد.
    کلید واژگان: پارامتر اکسیژن محلول, حافظه طولانی کوتاه-مدت, رگرسیون فرآیند گاوسی, کیفیت آب, ماشین بردار پشتیبان
    Kiyoumars Roushangar *, Sina Davoudi
    Water quality forecasting plays an important role in environmental monitoring, ecosystem sustainability and aquaculture. Traditional forecasting methods cannot show the non-linearity and instability of water quality well. In the present study, the water quality parameter of dissolved oxygen was modeled using intelligent Support Vector Machine (SVM), Gaussian Process Regression (GPR) and Long Short-Term Memory (LSTM) methods on three consecutive stations on Savanah River located in USA. For this purpose, six different flow hydraulic and hydrological parameters including water temperature, turbidity, discharge, mean water velocity, pH and specific conductivity were used daily for seven years (2021-2015) as input parameters to model dissolved oxygen. The results showed the complete superiority of the deep learning method over the machine learning methods. According to the results, the long short-term memory method for the last model, which included all parameters, in the third station with correlation coefficient, coefficient of determination and root mean square error, respectively R = 0.981, DC = 0.956 and RMSE = 0.034 for test data performed better. Finally, by performing sensitivity analysis, by removing the water temperature parameter, it was found that DC evaluation criteria decreased by 14% and RMSE increased by 100%. Therefore, water temperature was introduced as the most influential parameter in predicting dissolved oxygen in water.
    Keywords: Dissolved Oxygen parameter, Long Short-Term Memory, Water quality, Support vector machine, Gaussian process regression
  • کیومرث روشنگر*، سمیرا جولازاده
    سابقه و هدف

    ارزیابی و برآورد میزان انتقال رسوب، از دیرباز یکی از مسایل عمده و اصلی مهندسان هیدرولیک و رودخانه بوده است. تعیین میزان بار بستری که در رودخانه ها حمل می شود، به عوامل متفاوتی بستگی داشته و همین عامل باعث پیچیدگی این پدیده شده است. مطالعات انجام شده بر روی رودخانه های مختلف نشانگر این مسیله می باشد که مقدار بار بستر انتقالی در شرایط مختلف هیدرولیکی و هیدرولوژیکی متفاوت می باشد، علاوه بر این خصوصیات فیزیکی ذرات بار بستر هم تاثیر بسزایی در میزان دقت مدل های پیش بینی دارد از طرفی علیرغم تاکید بر غیرقابل اعتماد بودن معادلات تجربی که بر روی یک ناحیه خاص گسترش یافته اند، متاسفانه مطالعات محدودی بر روی تغییرات موقتی بار بستر انجام شده است. از این رو بررسی قابلیت پیش بینی این پدیده از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این مطالعه سعی بر برآورد بار بستر در رودخانه های با بستر شنی با استفاده از روش های کلاسیک و هوشمند شده است.

    مواد و روش ها

    روش های یادگیری ماشین به دلیل دقت زیاد در پیش بینی مسایل مختلف در سال های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. از این رو در مطالعه حاضر، از دو روش شبکه عصبی مصنوعی کلاسیک (ANN) و یادگیری عمیق از نوع حافظه طولانی کوتاه مدت (LSTM) که نوعی شبکه عصبی مصنوعی با لایه ها و الگوریتم های تقویتی برای بهبود عملکرد شبکه می باشد؛ برای پیش بینی انتقال بار بستر 19 رودخانه با بستر شنی استفاده شده است. برای تعریف مدل های مناسب برای شبکه ها، نتایج حاصل از 10 فرمول تجربی در پیش بینی بار بستر مورد ارزیابی قرار گرفته و از پارامترهای فرمول های برتر به عنوان ورودی شبکه های هوشمند استفاده شده است.

    یافته ها

    نتایج نشان داد همه ی فرمول های تجربی از نتایج بسیار ضعیفی برخوردار بوده اند؛ به طوری که اکثر فرمول ها، بار بستر را با شاخص اختلاف r بیشتر از 100 پیش بینی کرده اند. با این حال روش های ماشینی با پارامترهای ورودی حاصل از فرمول ها تجربی از دقت قابل قبولی در پیش بینی بار بستر برخوردار بوده است و در مقایسه روش های ماشینی، روش LSTM نتایج دقیق تری را نسبت به روش ANN ارایه داده است. در نهایت مدل مربوط به پارامترهای فرمول بگنولد در روش LSTM با 900/0 DC=و 024/0 RMSE= برای داده های قسمت صحت سنجی برترین مدل حاصل از این تحقیق می باشد و پارامتر قطر متوسط ذرات رسوب (D50) که پارامتر مشترک سه مدل برتر می باشد موثرترین پارامتر در پیش بینی بار بستر انتخاب شده است.

    نتیجه گیری

    با وجود عملکرد خیلی ضعیف فرمول های تجربی در پیش بینی انتقال رسوب، شبکه های هوشمند با پارامترهای ورودی حاصل از فرمول های تجربی از نتایج مطلوبی برخوردار بوده اند. همچنین شبکه یادگیری عمیق LSTM نسبت به شبکه عصبی مصنوعی ANN در پیش بینی انتقال بار بستر از کارایی بالاتری برخوردار بوده که بیانگر این است که حفظ حافظه آموزش در طول روند آموزش و اضافه کردن لایه های تقویتی به شبکه، باعث بهبود عملکرد شبکه شده و دقت شبکه را در آموزش های بعدی افزایش می دهد.

    کلید واژگان: پیش بینی رسوب, بار بستر, روابط کلاسیک تجربی, شبکه عصبی مصنوعی, یادگیری عمیق
    Kiyumars Roshangar *, Samira Joulazadeh
    Background and objectives

    Assessing and estimating sediment transport from a long time ago is one of the major issues for hydraulic and river engineers. Determining the amount of bed load carried in rivers depends on various factors, and this factor has complicated this phenomenon. Studies on different rivers show that the amount of bed load in different hydraulic and hydrological conditions is different. In addition, the physical properties of bed load particles have a significant effect on the accuracy of model prediction, On the other hand, despite the emphasis on the unreliability of experimental equations that have been extended over a specific area, unfortunately, limited studies have been conducted on temporary changes in bed load. Therefore, Investigating the predictability of this phenomenon is of great importance. In this study, we will try to estimate the bed load in gravel bed rivers using classical and intelligent methods.

    Materials and methods

    Machine learning methods due to their high accuracy in predicting various issues have been noted in recent years . Therefore, in the present study, two methods of classical artificial neural network (ANN) and deep learning of long short-term memory (LSTM), which is a kind of artificial neural network with layers and amplification algorithms to improve network performance; have been used to predict the bed load of 19 gravel-bed rivers. To define suitable models for networks, the results of 10 experimental formulas in bed load prediction have been evaluated and the parameters of superior formulas have been used as the input of intelligent networks.

    Results

    The results showed that all experimental formulas had very poor results; As most formulas have predicted the bed load with a Discrepancy index of r greater than 100. However, machine methods with input parameters obtained from experimental formulas have acceptable accuracy in predicting bed load. and in comparison with machine methods, LSTM method has provided more accurate results than ANN method. Finally, the model related to the parameters of Begnold formula in LSTM method with DC= 0.900 and RMSE= 0.024 for the test data is the best model obtained from this research and The average diameter of sediment particles (D50), which is a common parameter of the top three models, has been selected as the most effective parameter in predicting bed load.

    Conclusion

    Despite the very poor performance of experimental formulas in predicting sediment transport, intelligent networks with input parameters derived from experimental formulas have had good results. Also, LSTM network is more efficient than artificial neural network (ANN) in predicting bed load transfer, which indicates that Maintaining training memory during the training process and adding reinforcement layers to the network improves network performance and increases network accuracy in subsequent training.

    Keywords: Sediment Prediction, bed load, Classical Experimental Formula, Artificial neural network, Deep Learning
  • کیومرث روشنگر*، سمیرا جولازاده

    در مهندسی هیدرولیک و رودخانه، بارهای جامد رسوبی نقش اساسی را در تعیین رفتار رودخانه و کنترل مورفولوژی دارند؛ به همین دلیل ارزیابی و برآورد صحیح انتقال بار جامد رسوبی از دیرباز یکی از مسایل عمده و اصلی در علوم مرتبط با مهندسی رودخانه و محیط زیست می باشد. هدف از این تحقیق برآورد میزان انتقال بار بستر در 19 رودخانه با بستر شنی می باشد. بدین منظور، ابتدا روند همبستگی آماری بین پارامتر انتقال رسوب (دبی بار بستر) و پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی (دبی جریان، عمق جریان، سرعت متوسط جریان، قطر متوسط ذرات رسوب، عدد فرود و...) بررسی شده و دبی بار بستر به صورت تابع رگرسیونی تک متغیره برآورد می شود. مطابق نتایج ارایه شده به یک همبستگی مطلوبی بین پارامتر انتقال رسوب و پارامترهای هیدرولیکی و رسوبی رسیده شد و نتایج نشان داد این روابط رگرسیون ساده در اکثر رودخانه ها از دقت قابل قبولی برخوردار بوده است. ثانیا، عملکرد 10 رابطه تجربی در پیش بینی بار بستر مورد بررسی قرار گرفت. همه فرمول ها از نتایج خیلی ضعیفی برخوردار بوده اند؛ به همین دلیل پارامترهای مربوط به فرمول هایی که نتایج نسبتا بهتری نسبت به فرمول های دیگر داشته اند، انتخاب شده و به منظور افزایش دقت برآورد، بار دیگر با استفاده از دو روش یادگیری ماشین مبتنی بر کرنل: ماشین بردار پشتیبان (SVM)، رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) مدل سازی انجام شد. نتایج حاصله نشان داد روش های ماشینی از دقت قابل قبولی در پیش بینی بار بستر برخوردار بوده اند و مدل مربوط به پارامترهای فرمول بگنولد که شامل پارامترهای قدرت جریان، عمق جریان و قطر متوسط ذرات رسوب می باشد، با دارا بودن ضریب همبستگی و شاخص نش - ساتکلیف به ترتیب برابر 923/0R= و 851/0 NSE=برترین مدل حاصل از روش های ماشینی می باشد.

    کلید واژگان: پیش بینی رسوب, همبستگی آماری, روابط تجربی, ماشین بردار پشتیبان, رگرسیون فرآیند گاوسی
    Kiyoumars Roushangar *, Samira Joulazadeh

    In hydraulic and river engineering, solid load sediment play an essential role in determining river behavior and morphological control; For this reason, the assessment and correct estimation of  solid load sediment transfport from a long time ago is one of the important issues in the sciences related to river engineering and the environment. The purpose of this study is to estimate the bed load transfer in 19 gravel-bed rivers. For this purpose, first the statistical correlation trend between sediment transport parameter (bed load discharge) and hydraulic and sedimentary parameters (flow discharge, flow depth, flow velocity, the median bed material particle diameter, Froude number,…) is investigated and the bed load discharge is estimated as a univariate regression function. According to the presented results, a favorable correlation was reached between the sediment transport parameter and hydraulic and sedimentary parameters and the results showed that these simple regression relationships in most rivers had acceptable accuracy. Also, the performance of 10 experimental formulas in bed load prediction was investigated. All formulas have had very poor results. For this reason, the parameters related to the formulas that had relatively better results than the other formulas were selected and, in order to increase the estimation accuracy, once again using two kernel-based machine learning methods Support Vector Machine (SVM). Gaussian process regression (GPR) modeling was performed. The results showed that the machine methods have acceptable accuracy in predicting the bed load and the model is related to the parameters of  Begnold formula, which includes the parameters of the stream power, the average flow depth and the median bed material particle diameter, with R =0.923 and NSE =0.851 has the best results in the machine methods.

    Keywords: Sediment Prediction, Statistical Correlation, Experimental Formula, Support vector machine, Gaussian process regression
  • کیومرث روشنگر *، آیدا نوری

    طراحی کانال با هدف به حداقل رساندن هزینه ساخت کانال، یکی از مسایل مهم بهینه‌سازی است. در این تعریف مقادیر متغیرهای مقاطع یعنی شیب کناری، عرض کف، عمق جریان و شعاع کانال دایروی با مینیمم کردن هزینه کانال ها با در نظر گرفتن قید جریان هیدرولیکی محاسبه می‌شود. در تحقیق کنونی طراحی بهینه در یک چارچوب بهینه‌سازی غیر خطی با تابع هدف که تابع هزینه در واحد طول کانال بر اساس هزینه پوشش، هزینه خاکریزی و خاکبرداری واحد حجم و هزینه هدر رفت آب فرموله شده است، می‌باشد. با استفاده از الگوریتم ژنتیک پارامترهای چهار مقطع بهینه شده کانال از جمله مقاطع کانال‌های ذوزنقه‌ای، مستطیلی، مثلثی و دایروی محاسبه گردیدند. از نتایج حاصله برای محدودیت معادله جریان در مقایسه هزینه کل ساخت مقاطع، مقطع دایروی از هزینه ساخت کمتری برخوردار است. با استفاده از روش پیشنهادی که از دقت خوبی برخوردار بوده چندین حالت با محدودیت اضافی سرعت جریان، عدد فرود و عرض سطح آزاد جریان جهت طراحی مطلوب کانال در شرایط ویژه مورد بررسی قرار گرفتند که به ترتیب سبب افزایش 40%، 30% و کاهش هزینه ساخت در حدود 48%  برای مقاطع کانال‌های ذوزنقه‌ای، مستطیلی و مثلثی شدند. برای مقطع دایروی محدودیت عدد فرود، عرض سطح آزاد و سرعت سبب افزایش هزینه ساخت شدند.

    کلید واژگان: بهینه سازی, طراحی, مقاطع کانال های روباز, محدودیت, هزینه
    K roshangar *, Aida Nouri

    Channel design is one of the optimization issues aiming to minimize the cost of channel construction. In this definition, the amounts of sections variables, namely radius, slope side, bottom width and flow depth are calculated by minimizing cost of channels with regard to indicating the hydraulic flow constraint. In the current study, the optimal design problems are formulated in a nonlinear optimization framework with the objective function being a cost function per unit length of the channel has been expressed as the cost per unit length of the channel for lining, the depth-dependent unit volume earthwork cost and the cost of water lost. Using genetic algorithm, the parameters of four optimized channel sections including trapezoidal, rectangular, triangular and circular sections of channels were calculated. From the results obtained for restricting the flow equation in comparison with the total cost of construction of sections, circular section has less cost of construction. Using the proposed method, which has more precision and accuracy, several models with additional restriction of velocity, Froude number, and top width were considered for optimal design of the channel under special conditions. Restriction of velocity and Froude number caused increasing by %40 and %30 respectively, but restricted top width decrease about %48 of construction cost for trapezoidal, rectangular, and triangular sections. Restriction of Froude number, top width and velocity caused increasing, the cost construction of circular section.

    Keywords: constraint, Cost, Design, Open channel section, optimization
  • فیروز محمدی*، یوسف حسن زاده، کیومرث روشنگر

    در این تحقیق، روابط ضریب دبی سرریزهای لبه تیز کنگره ای U شکل در پلان (تک سیکل) بصورت آزمایشگاهی و عددی بررسی شده است. همچنین از 3 گروه سرریز به ارتفاع های 10، 5/12 و 15 سانتی متر و در هر ارتفاع، طول قوس های متفاوت به مقادیر 82/40، 45 و 10/48 سانتی-متر آزمایش شده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، تعیین دبی عبوری از روی سرریز با ارایه روابطی برای ضریب دبی به صورت آزمایشگاهی می-باشد. برای استخراج رابطه از آنالیز ابعادی به روش پی باکینگهام استفاده گردید. ضریب دبی به صورت بی بعد تابعی از نسبت طول قوس به عرض سرریز و نسبت هد روی سرریز به ارتفاع سرریز به دست آمد. شبیه سازی سه بعدی سرریزها به صورت عددی و با معادلات حاکم بر روش حجم محدود با استفاده از نرم افزار FLOW-3D انجام گردید، سپس با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که رابطه پیشنهادی قابلیت پیش بینی مقادیر دبی را با دقت بسیار بالا و خطا 79/4 درصد در بازه نسبت هد به ارتفاع سرریز 1/0 تا 2/1 را دارا می-باشد. با افزایش طول قوس سرریزها، تداخل جریان افزایش و راندمان دبی کاهش می یابد، با اینکه با افزایش یافتن طول قوس سرریزها طول تاج افزایش می یابد راندمان آبگذری سرریز روند کاهشی می گیرد، حداکثر کاهش راندمان آبگذری در این حالت 01/7 درصد می باشد. با ثابت بودن طول قوس و افزایش در ارتفاع سرریزها مشاهده گردید که راندمان آبگذری به طور محسوس کاهش می یابد که حداکثر حجم جریان عبوری از روی سرریز 82/4 درصد کاهش را نشان می دهد.

    کلید واژگان: افزایش ارتفاع, راندمان آبگذری, سرریزهای کنگره ای, ضریب دبی, طول قوس
    Firouz Mohammadi *, Yousef Hassanzadeh, Kiyoumars Roushangar

    In this research, the relationships of the discharge coefficient of the sharp-crested U shape plan form labyrinth weirs (one cycle) have been investigated experimentally and numerically. Also, from 3 groups of weirs with heights of 10, 12.5, and 15 cm and at each height, the length of different arches to the values of 40.82, 45 and 48.10 cm have been tested. The main purpose of the present study is to determine the overflow discharge from the weir by providing relationships for the discharge coefficient experimentally. Dimensional analysis was used by 𝜋 Buckingham method to extract the relationship. Three-dimensional simulation of weirs was performed numerically with equations governing the finite volume method using FLOW-3D software, then compared with laboratory results. The results of the present study show that the proposed relationship can predict discharge values with very high accuracy and an error of 4.79% in the ratio of the head-to-height weir of 0.1 to 1.2. As the length of the weirs arch increases, the flow interference increases, and the discharge efficiency decreases. Although with increasing the length of the weirs, the length of the crest increases, the weirs efficiency decreases, the maximum throughput efficiency decreases in this case, It is at 7.01%. With constant arc length and increase in weirs height, it was observed that the throughput efficiency decreases significantly, which shows a maximum volume of flow through the weirs of 4.82%.

    Keywords: Arch length, Discharge Coefficient, Height increase, Labyrinth weirs, Overflow efficiency
  • رقیه قاسم پور، کیومرث روشنگر*

    رسوب گذاری یکی از مشکلات جدی در لوله های انتقال آب و فاضلاب شهری است که انتقال جریان آب را مختل میکند. به دلیل پیچیدگی پدیده رسوب و تاثیر چندین پارامتر موثر، تعیین معادلات حاکم بر این پدیده مشکل بوده و روابط تجربی نیز از دقت کافی برخوردار نیستند. در این تحقیق کارایی روش هوشمند رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) در تخمین رسوب در لوله های دایروی شکل انتقال دهنده آب باران در دو بستر صاف و زبر بررسی شده است. در این راستا، با استفاده از روش آنالیز فاکتوریل و با در نظر گرفتن مشخصات هیدرولیکی و ذرات رسوبی، ابتدا پارامترهای دارای همبستگی بیشتر با دبی رسوبی در هر نوع لوله تعیین شد. سپس، با استفاده از این پارامترها مدل های متفاوتی تعریف گردید و با استفاده از سه سری داده آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، دقت نتایج حاصله با معادلات تجربی انتقال رسوب مقایسه شد. نتایج حاصله کارایی و برتری روش هوشمند GPR را در تخمین انتقال رسوب از لوله های فاضلابرو نسبت به معادلات تجربی نشان داد. در هر دو نوع لوله مدل با پارامترهای λs, Fm, Dgr, d50/y مدل برتر به دست آمد. همچنین مشاهده شد که قطر لوله بر کارایی مدل ها تاثیرگذار بوده و با افزایش قطر لوله دقت مدل افزایش می یابد. لوله با قطر 305 میلی متری نتایج دقیق تری را ارایه داد. نتایج آنالیز حساسیت به دو روش فاکتوریل و حذفی نیز نشان داد که پارامتر d50/y تاثیرگذارترین پارامتر در تخمین دبی رسوبی در هر دو لوله با بستر صاف و زبر است.

    کلید واژگان: انتقال رسوب, رگرسیون فرایند گاوسی, روش آنالیز فاکتوریل, لوله با بستر صاف و زبر, لوله های انتقال آب
    Roghayeh Ghasempour, Kiyoumars Roushangar *

    One of the common phenomena in water and urban wastewater transport pipes is sedimentation. Due to complexity of sedimentation phenomenon and influence of various parameters, determining the governing equations are difficult and classical mathematical models are not sufficiently accurate. In this study, capability of Gaussian Process Regression (GPR) in predicting sediment discharge in circular rainwater transport pipes with smooth and rough beds was investigated. In this regard, hydraulic and sediment parameters which had most correlation with sediment discharge were determined using factorial analysis. Then, different models were developed and using three experimental data series were investigated. Then, the accuracy of the results was compared with the classical sediment transport models. The results showed the high efficiency of the intelligent GPR model in prediction of sediment discharge in rainwater transport pipes compared to the classical methods. In both pipes the model with input parameters λs, Fm, Dgr, d50/y which are relative sediment size, non-dimensional sediment size, fraud number of sediments, and total roughness coefficient, respectively, was obtained as superior model. It was also observed that pipe diameter affected the models efficiency and with increasing pipe diameter, model accuracy increased. The pipe with a diameter of 305 mm led to more accurate results. Factorial and omitted sensitivity analysis showed that d50/y was the most effective parameter in estimation of sediment discharge in both smooth and rough pipes.

    Keywords: Factorial analysis method, Gaussian process regression, Sediment Transport, Smooth, rough bed pipes, Water transport pipes
  • کیومرث روشنگر*، رقیه قاسم پور
    خشکسالی یکی از مشکلات مهمی است که در بخش کشاورزی و منابع آب تاثیرگذار می باشد. امروزه استفاده از تکنیک سنجش از دور به عنوان یک ابزار مفید جهت پایش خشکسالی مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه پیش بینی زمانی خشکسالی با استفاده از داده های ایستگاه های زمینی و ماهواره ای محصول TRMM3B43 بین سالهای 1998-2017 میباشد. در این راستا، ابتدا داده های بارش به شاخص SPI تبدیل گردید و سپس با استفاده از روش هوشمند رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) بر پایه روش تجزیه ی یکپارچه مد تجربی کامل (CEEMD) خشکسالی شهر تبریز مورد بررسی قرار گرفت. مدل های متفاوتی تعریف گردید و نرخ تاثیر پارامترهای ورودی مختلف بررسی شد. مشاهده گردید که مقادیر بارش حاصل از ماهواره TRMM در مقیاس ماهانه دارای همبستگی مطلوبی با مقدار بارش حاصل از ایستگاه تبریز بوده و نتایج تحلیل خشکسالی با استفاده از داده های ماهواره ای تقریبا منطبق بر داده های ایستگاه زمینی است. نتایج قابلیت و کارایی بالای روش به کار رفته را در تخمین شاخص خشکسالی  SPI به خوبی نشان داد و مشاهده شد که تجزیه سری زمانی بر اساس روش تجزیه ی یکپارچه مد تجربی کامل منجر به نتایج دقیق تری می گردد. تجزیه داده های ورودی تقریبا30 تا 40 درصد دقت پیش بینی را افزایش داد. ملاحظه گردید که در پیش بینی خشکسالی، عناصر اقلیمی شامل میانگین دما و رطوبت نسبی ماهانه و همچنین شاخص SPIهای مربوط به ماه های گذشته تاثیرگذار می باشند و با حذف پارامترهای اقلیمی، خطای مدل سازی 15 تا 20 درصد افزایش می یابد. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که SPIt-1تاثیرگذارترین پارامتر در مدل سازی است.
    کلید واژگان: خشکسالی, سنجش از دور, مد تجربی, SPI, GPR
    Kiyoumars Roushangar *, Roghayeh Ghasempour
    Drought is one of the most important problems which affects agriculture section and water resources. Nowadays, the use of the remote sensing technique has been considered as useful tool for drought monitoring. This study aimed to predict the temporal drought using ground station and TRMM3B43 satellite data between the years of 1998-2017. Therefore, precipitation data were first converted to the SPI index, and then, using the intelligent Gaussian Process Regression (GPR) method based on Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition (CEEMD), Tabriz drought was investigated. Different models were defined and the impact of different input parameters were assessed. It was observed that the rainfall amounts from the TRMM satellite in the monthly scale had a good correlation with the Tabriz station precipitation and the results of drought analysis using satellite data were almost similar with ground station data. The obtained results proved the high capability and efficiency of the applied method in predicting the SPI drought index and it was observed that time series decomposition based on the complementary ensemble empirical mode decomposition led to more accurate outcomes. The input data decomposition increased the predictive accuracy by approximately 30 to 40 percent. It was observed that in prediction of drought the climatic elements including mean monthly temperature and relative humidity, as well as SPI indexes related to the previous months, were effective and by climatic parameters eliminating, the modeling error increased up to 15-20%. Also, the results of sensitivity analysis showed that SPIt-1 is the most effective parameter in modeling.
    Keywords: Drought, Empirical mode, GPR, Remote Sensing, SPI
  • کیومرث روشنگر*، رقیه قاسم پور

    خشک سالی یکی از مهم ترین حوادث طبیعی تاثیر گذار بر بخش کشاورزی و منابع آب می باشد. پیش بینی آن نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب دارد. در تحقیق حاضر، با استفاده از داده های سه ایستگاه سینوپتیک ارومیه، تبریز و اردبیلواقعدرشمال غرب کشور طی دوره زمانی (2017-1978) به پیش بینی خشک سالی پرداخته شده است. برای این منظور، ابتدا شاخص بارندگی استاندارد (SPI) در مقیاس زمانی شش ماهه محاسبه گردید. سپس با استفاده از روش های تلفیقی CEEMD-GPR و GPR-GARCH، خشک سالی سه ایستگاه مزبور پیش بینی شد. برای بررسی کارایی روش های تلفیقی، مدل های متفاوتی با در نظر گرفتن شاخص SPIدوره های قبل و عناصر اقلیمی به عنوان پارامترهای وروردی تعریف شد و نرخ تاثیر هر یک از این پارامترها مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج محاسبه شاخص خشک سالی SPI مشخص شد که سطوح مختلف خشک سالی طی سال های 1985-1983، 1991-1988، 2001-1995، 2010-2005، 2013-2011 و 2017 در طول دوره آماری در سه منطقه رخ داده است. نتایج حاصل از تحلیل مدل های تعریف شده براساس شاخص SPIدوره های قبل و عناصر اقلیمی، دقت بالای روش های تلفیقی به کار رفته در تحقیق حاضر را در تخمین شاخص خشک سالی به خوبی نشان داد. به طوری که در تمامی ایستگاه ها، درصد خطا با استفاده از روش های تلفیقی CEEMD-GPRو GPR-GARCHنسبت به روش GPR تقریبا به میزان 25 تا 40 درصد کاهش یافت. ملاحظه گردید که در پیش بینی خشک سالی، عناصر اقلیمی شامل میانگین دما و رطوبت نسبی ماهانه و هم چنین شاخص SPI مربوط به ماه های گذشته تاثیر گذار می باشند. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که SPIt-1تاثیرگذارترین پارامتر در مدل سازی است.

    کلید واژگان: بارش, خشک سالی, سری زمانی غیرخطی, مد تجربی, SPI, GPR
    Kiyoumars Roushangar *, Roghayeh Ghasempour

    Drought is one of the most important natural disasters affecting agriculture section and water resources. Droughts often occur in arid and semi-arid regions. Therefore, drought forecasting is necessary and plays an important role in the planning and management of water resources. So far, numerous drought prediction methods have been proposed in the literature, including time series models, regression models, probabilistic models, machine learning models, physical models, and a host of hybrid models. Although all of these methods have shown promising results in terms of improving accuracy of drought forecasts, the impact of climate change on droughts has highlighted the need for more advanced methods for predicting this event. Engle (1982)  proposed the ARCH model which can depict the variance of the time series and eliminate the heteroskedasticity caused by the constant time series variance. The GARCH model was further developed based on the ARCH model, the advantage of which is that it can use a simpler form to represent a high-order ARCH model. On the other hand, in recent years, the Meta model approaches have been applied in investigating the hydraulic and hydrologic complex phenomena. Hybrid models involving signal decomposition have also been found to be effective in improving prediction accuracy of time series prediction methods (Amirat et al., 2018). Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition analysis is one of the widely-used signal decomposition methods for hydrological time series prediction. Decomposition of time series reduces the difficulty of forecasting, thereby improving forecasting accuracy. Due to the complexity of the drought phenomenon and the effect of various parameters on its prediction, in this study, the capability of GPR as a kernel-based approach and also integrated CEEMS-GPR and GPR-GARCH models were assessed for drought modeling based on six-month SPI index for the three cities of Tabriz, Urmia, and Ardabil in Iran during the period 1978-2017. In fact, this study attempts to create a novel method by combining the CEEMD and GARCH models with the GPR to enhance the estimation accuracy of the six- month SPI drought index.

    Keywords: Drought, Empirical mode, GPR, Nonlinear time series, rainfall, SPI
  • کیومرث روشنگر*، ارمان علیرضازاده صدقیانی، سامان شهنازی
    تخمین ضریب دبی جریان در دریچه ها از جمله مسایل اساسی در علوم مربوط به مهندسی آب می باشد. در سال های اخیر روابط نیمه تجربی مختلفی به منظور تخمین ضریب دبی دریچه های قطاعی توسعه داده شده که کاربرد این روابط در شرایط جریان مستغرق با خطاهای بزرگی همراه بوده است. هدف از تحقیق حاضر استفاده از روش های قدرتمند رگرسیون فرایند گاوسی (GPR) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) به منظور تخمین ضریب دبی دریچه های قطاعی در شرایط جریان مستغرق و مقایسه نتایج حاصل با روش های نیمه تجربی مرسوم می باشد. بدین منظور مجموعه ی وسیعی شامل 2136 داده آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته و پس از تعریف پارامترهای بدون بعد مختلف، عملکرد روش های مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده کارآیی بالای روش های به کار گرفته شده را نسبت به روش های تجربی به خوبی نشان داد. بررسی مدل های مختلف نشان داد رگرسیون فرآیند گاوسی به همراه پارامترهای ورودی y0-yt/w و yt/w با دارا بودن مقادیر R=0.983، NSE=0.967 و RMSE=0.027 عملکرد بهتری نسبت به ماشین بردار پشتیبان و سایر روش های نمیه تجربی در تخمین ضریب دبی دیچه های قطاعی در شرایط جریان مستغرق دارا می باشد.
    کلید واژگان: شرایط جریان, دقت برآورد, ماشین بردار پشتیبان, رگرسیون فرایند گاوسی
    Kiyoumars Roushangar *, Arman Alirezazadeh Sadaghiani, Saman Shahnazi
    Prediction of flow discharge coefficient of gates is one of the essential issues in water engineering sciences. In recent years, various semi-empirical equations have been developed in order to predict the discharge coefficient of radial gates that the application of these formulas under submerged flow conditions suffered from large errors. The aim of present study is to apply robust Gaussian Process Regression (GPR) and Support Vector Machine (SVM) to predict discharge coefficient of radial gates under submerged flow conditions and compare the obtained results with well-known semi-empirical approaches. For this purpose, an extensive experimental dataset comprises 2136 data points were used to feed the utilized methods. Different combinations of dimensionless parameters were prepared and the performance of aforementioned methods were assessed. The obtained results showed that GPR method with input parameters of y0-yt/w and yt/w yields a correlation coefficient (R) of 0.983, a Nash- Sutcliffe efficiency (NSE) of 0.967 and root mean squared error (RMSE) of 0.027 and indicated superior performance compared with employed SVM and other semi-empirical approaches.
    Keywords: Flow conditions, Prediction accuracy, Gaussian Process Regression, Support Vector Machine
  • علی فرودی*، کیومرث روشنگر، علیرضا آقایی فر

    سابقه و هدف:

     هدف از طراحی مستهلک کننده های انرژی، مستهلک کردن بخشی از انرژی جنبشی جریان به منظور جلوگیری از تخریب و ایجاد حفره در زیر سرریزها، شوت ها و دریچه ها می باشد. اگر چه تحقیقات متعددی در این زمینه انجام شده است، اما بررسی ها حاکی از آن است با وجود این تحقیقات متعدد، هیدرولیک جریان سرریزهای پلکانی قوس محور متاثر از تغییرات شیب کانال ترانزیشن پایین دست تا کنون مورد توجه قرار نگرفته و تحقیقی بر روی آن انجام نشده است به همین دلیل هیدرولیک این نوع خاص سرریز تاکنون ناشناخته مانده است، لذا در این تحقیق سرریز پلکانی قوس محور با دیواره های هادی متقارب تحت تاثیر تغییرات شیب ترانزیشن مورد آزمایش واقع شده است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش با هدف بررسی آزمایشگاهی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای پلکانی قوس محور تحت تاثیر تغییرات شیب کانال ترانزیشن انجام شده است. آزمایشات در یک فلوم مستطیلی به طول 15 متر، ارتفاع 1 متر و عرض 1 متر انجام شد. آزمایش ها به ازای دبی های مختلف بین 15/0 تا 01/2 برابر دبی طراحی انجام گردید و مدل فیزیکی ساخته شده تحت 4 شیب کانال ترانزیشن پایین دست (m) شامل 1:27، 1:30، 1:33و 0 مورد آزمایش قرار گرفت.

    یافته ها

    آزمایشات نشان داد که در سرریزهای پلکانی قوس محور تحت اثر تغییرات شیب کانال ترانزیشن پایین دست (m) با کاهش شیب ترانزیشن، ظرفیت تخلیه سرریز به ازای بالاترین هد مجاز بیشتر خواهد شد. همچنین در بازه 7/0 H/H_d < مقدار ضریب دبی در مدل فیزیکی پلکانی در کلیه شیب ها کمتر از مدل صاف USBR مشاهده گردید. در بازه 3/1<H/H_d < 7/0 این مقدار با ضریب آبگذری سرریز USBR تطابق دارد، اما با افزایش بار آبی کل، درتمامی شیب ترانزیش ها، به دلیل استغراق سرریز، نمودار ضریب دبی روند کاهشی به خود گرفته و کاهش کارایی سرریز نسبت به سرریز اوجی استاندارد USBR مشاهده می شود. علاوه بر این، آزمایشات نشان داد، مدل-های با شیب کانال ترانزیشن 0m= و1:33 m=، تنها مدل هایی می باشند که توان عبور حداکثر دبی سیلاب محمتل را در حداکثر ارتفاع مجاز (m5) دارا می باشد و از آنجایی که شیب کانال گذار 1:33m= دارای ابعاد هندسی کوچکتری در کانال پایین دست در مقایسه با شیب کانال گذار 0 m= می باشد، بنابراین این شیب می تواند بعنوان مناسب ترین شیب ترانزیشن در کانال پایین دست معرفی گردد.

    نتیجه گیری

    نتایج کمی وکیفی تحقیق حاضر بصورت زیر خلاصه می گردد. 1-در سرریزهای پلکانی قوس محور با افزایش بار آبی بالادست، ضریب دبی به ازای تمامی شیب ترانزیشن ها افزایش می یابد و نیز تا هنگامی که سرریز در محدوه جریان های بحرانی و فوق بحرانی قرار دارد، تغییرات سیب ترانزیشن تاثیر قابل ملاحظه ای بر ضریب دبی ندارد. علیرغم این، وقتی سرریز مستغرق می گردد، تفاوت در ضریب دبی نمایان می شود که می تواند بخاطر استغراق موضعی در پایاب باشد. 2- استهلاک انرژی با افزایش دبی کاهش می یابد، اما مدل ها با مقادیر شیب ترانزیشن کوچکتر انرژی بیشتری را در دبی های بالاتر مستهلک می کنند. 3- مدل با شیب کانال ترانزیشن 1:33m= که توان عبور حداکثر دبی سیلاب محمتل را در حداکثر ارتفاع مجاز (m5) دارا می باشد می تواند بعنوان مناسب ترین شیب ترانزیشن در کانال پایین دست معرفی گردد.

    کلید واژگان: سرریز پلکانی, عملکرد هیدرولیکی, کانال تبدیل, قوس محوری, مدل فیزیکی
    Ali Foroudi *, Kiyoumars Roushangar, Alireza Aghaeie Far
    Background and Objectives

    The purpose of the design of energy dissipaters is to dissipate part of the kinetic energy of the inflowing flow in order to return safely the flow to the downstream channel or river and prevent scour below spillways, chutes and sluices. However, surveys show that despite the numerous researches, there is a lack of research on the comprehensive study of hydraulic performance of stepped spillway with curve axis under downstream transition channel slope variation. Therefore, in this study, several physical models of curve axis stepped spillway with converging training walls were made and the impact of downstream transition channel slope variation on the hydraulic characteristics of this type spillway was assessed.

    Materials and Methods

    This study was conducted with the aim of investigating the hydraulic performance of stepped spillway with curve axis under downstream transition channel slope variation. The experiments were carried out in a rectangular flume with length of 15 m, height of 1 m and width of 2 m. The experiments were performed at different discharge rates from 0.015 to 2.1 times the design discharge and the physical model was tested under four different transition channel slopes of m=0, m=1:33, m=1:30, and m=1:27.

    Results

    The results of the experiments indicate that in the converging steeped spillway with downstream transition channel slope variation, by decreasing slope of transition channel, the discharge flood in the maximum head allowed will go up. Also, it is find that in the range of H/Hd = 0.7, the discharge coefficient in the stepped physical model for all transition slopes was less than the smooth USBR model and in the range of 0.7 < H/Hd < 1. 3 there was a good consistency with the USBR model. However, with increasing the total water head, due to the spillway submergence the discharge coefficient for all transition slopes showed a descending trend and the spillway efficiency decreased in compared with the standard USBR ogee spillway. Moreover, the results showed that the models with slope of 0 and 1:33 are two models which can pass the probable maximum flood discharge in the maximum allowable height successfully But, the model dimension of physical model with downstream transition Channel slope of m=1:33 is smaller than that of m=0.Therefore, model with slope of m=1:33 can be selected as the most efficient model.

    Conclusion

    General qualitative and quantitative results of the present study are summarized as the fallowing: 1- In the converging stepped spillway by increasing total upstream head, the discharge coefficient will go up for each of the transition Channel slope (m) and until the downstream flow is at either supercritical or critical stages, the discharge coefficient is independent of variation of transition Channel slope. By contrast, at the submergence stage for the spillway, the difference in the discharge coefficient can be due to tailwater submergence occurring in the spillway. 2- Energy dissipation over converging stepped spillway decreases with increasing the discharge ratio, but model with smaller amount of transition slope (m) lead to decline more energy dissipation in higher discharge. 3- The model with slope of m=1:33 can be selected as the best model due to it’s ability to pass the probable maximum flood in the Maximum allowable head.

    Keywords: Curve axis, energy dissipation, Hydraulic performance, stepped spillway, Transition channel
  • کیومرث روشنگر*، سمیرا اخگر

    سرریز پلکانی یک طرح هیدرولیکی مقرون بصرفه جهت مستهلک نمودن انرژی جریان آب عبوری از روی سرریز است. بدلیل وجود برخی محدودیت ها در سرریزهای پلکانی، در این تحقیق برای افزایش و بهبود اثربخشی استهلاک انرژی طرحی درنظر گرفته شده است. بدین منظور تاثیر وجود المان های گوه ای شکل برتغییرات سرعت و فشار روی پله، ارتفاع آب پایین دست سرریز و در نتیجه استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا ابتدا با استفاده از مدل عددی Flow-3D چندین شکل از المان های گوه ای شکل با تغییر در چیدمان گوه ها و تغییر در میزان دبی مورد بررسی قرار گرفته و مدل مناسب ازجنبه بیشترین استهلاک انرژی در آزمایشگاه ساخته و مورد مطالعه قرار گرفته است. در آزمایشگاه 25 آزمایش بر روی 5 مدل فیزیکی، با تغییر در چیدمان گوه ها و دبی های متفاوت انجام گردید و با سرریز پلکانی ساده (بدون المان گوه ای) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج عددی و آزمایشگاهی نشان می دهدکه افزودن المان های گوه ای بر روی سرریز پلکانی موجب کاهش سرعت و کاهش ارتفاع آب در پایین دست سرریز به ترتیب تا حدود 80% و 30% و استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی تا حدود 7/2 برابر افزایش یافته است. با ترسیم پروفیل های توزیع فشار در لبه قایم پله و روی کف پله ملاحظه شد که فشار منفی روی کف پله به فشار مثبت تبدیل شده و فشار منفی در مقطع قایم تا حدود 96% کاهش و فشار مثبت در مقطع قایم تا حدود 2 برابر افزایش می یابد. همچنین با افزایش تراکم المان ها نتایجی که موجب افزایش استهلاک انرژی می شود چشمگیرتر است.

    کلید واژگان: سرریز پلکانی, المان های گوه ای, تغییرات سرعت و فشار, استهلاک انرژی, Flow-3D
    Kiyoumars Roushangar *, Samira Akhgar

    A stepped spillway is a hydraulic and cost effective measure to dissipate the energy of large water flow over the spillway. Due to some limitations in stepped spillways, this study is intended a plan to increase and improve the effectiveness of energy depreciation. For this purpose, the effect of the wedge-shape elements on the velocity and pressure changes over the steps, water level and energy dissipation at downstream the stepped spillway are evaluated. In this regard, several forms of wedge elements are studied with changes in wedge arrangement and the rate of discharge by using numerical model of Flow-3D, and the appropriate models from the aspect of the most energy depreciation are selected and studied in the laboratory. In the laboratory, 25 experiments were performed on 5 physical models.Numerical and experimental results show that the addition of wedge elements on the stepped spillway has reduced the velocity and water depth at downstream of spillway to about 80% and 30%, respectively, and the energy dissipation over the stepped spillway increased by about 2.7 times. Also, by drawing the distribution profiles of pressure on the edge and the floor of steps, it was observed that the negative pressure in the horizontal section turned into a positive pressure. Also negative pressure in the vertical section decreased up to 96% and positive pressure increased about 2 times. As well as, by increasing the density of the elements, the results that increase the energy dissipation are more remarkable.

    Keywords: stepped spillway, wedge elements, change of the velocity, pressure, energy depreciation, Flow-3D
  • فیروز محمدی*، یوسف حسن زاده، کیومرث روشنگر

    سرریزها از جمله سازه های هیدرولیکی و بسیار حیاتی از جوانب مختلف همچون اقتصادی، زیست محیطی، ایمنی و امنیتی می باشند که علاوه بر عبوردهی و اندازه گیری جریان، سازه ای کنترل کننده در مواقع سیلابی هستند. هدف اصلی تحقیق، تخمین ضریب دبی به روش هوشمند ماشین بردار پشتیبان با کاربرد داده های آزمایشگاهی و همچنین تحلیل عملکرد هیدرولیکی سرریزها می باشد. در این مطالعه، متغیرهای هندسی سرریزها به ارتفاع های 10، 5/12 و 15 سانتی متر، طول قوس های متفاوت به مقادیر 82/40، 45 و 10/48 سانتی متر می باشد. برای تحلیل عملکرد از آنالیز ابعادی به روش پی باکینگهام استفاده گردید، سپس با روش هوشمند با در نظر گرفتن مدل های متفاوت به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف در تعیین ضریب دبی پرداخته شد. با افزایش طول قوس ها، راندمان دبی کاهش می یابد، با اینکه با افزایش یافتن طول قوس سرریزها طول تاج افزایش می یابد، راندمان آبگذری سرریز روند کاهشی می گیرد. نتایج حاصل نشان داد که روش هوشمند قادر به تخمین ضریب دبی سرریزهای کنگره ای U شکل می باشد. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که با حذف پارامتر Ht/P میزان خطای مدل برای سری داده های آموزش تا 14 درصد و برای سری داده های آزمون تا 20 درصد افزایش می یابد و این پارامتر موثرترین متغیر در تخمین ضریب دبی در سرریزهای کنگره ای U شکل است.

    کلید واژگان: تحلیل حساسیت, سرریزهای کنگره ای, ضریب دبی, طول قوس, ماشین بردار پشتیبان
    Firouz Mohammadi *, Yousef Hassanzadeh, Kiyoumars Roushangar

    weirs are one of the hydraulic and very vital structures from various economic, environmental, safety and security aspects. In addition to passing and flow measurement, they are the controlling structures in the floods. The main purpose of the present research was to predict the discharge coefficient to method of intelligent support vector machine using experimental data as well as analysis of the hydraulic performance of weirs. The geometric variables of the weirs were used 10, 12.5, and 15 cm in height, the length of different archs were 40.82, 45, and 48.10 cm. To analysis the performance, the dimensional analysis was used by the 𝜋 Bakingham method, then by intelligent method, considering different models, the effect of different parameters in determining the discharge coefficient were investigated. As the length of the weirs arch increases, the discharge efficiency decreases, and as the length of the weirs arch increases, the crest length increases. The results of sensitivity analysis also showed that by removing the Ht/P parameter, the model error rate increases up to 14% for training data series and up to 20% for test data series, and this parameter is the most effective variable in estimating discharge coefficient in in U-shaped labyrinth weirs.

    Keywords: Arch length, Discharge coefficient, labyrinth weirs, Sensitivity analysis, Support vector machine
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال