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
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

anfis

در نشریات گروه آب و خاک
تکرار جستجوی کلیدواژه anfis در نشریات گروه کشاورزی
  • افشین کیانی، سعید شعبانلو*، فریبرز یوسفوند

    تخمین و پیش بینی آبشستگی در اطراف پایه پل ها نقش بسزایی در طراحی این نوع از سازه ها ایفا می کند زیرا با افزایش ابعاد حفره آبشستگی پایداری پایه پل به خطر افتاده و در نتیجه این سازه ممکن است تخریب شود. در این مطالعه، عمق آبشستگی در مجاورت پایه پل های جفت و سه تایی با استفاده از تکنیک دسته بندی c- میانیگن فازی شبکه انفیس (ANFIS-FCM) تخمین زده شد. برای انجام این کار، ابتدا پارامترهای تاثیرگذار بر روی عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل جفت و سه تایی از قبیل عدد فرود (Fr)، نسبت نسبت قطر پایه پل به عمق جریان (D/h) و نسبت فاصله بین پایه ها به عمق جریان (d/h) شناسایی شدند. سپس با استفاده از این پارامترهای بدون بعد، هفت مدل ANFIS-FCM مختلف تعریف گردید. لازم به ذکر است که برای آموزش این مدل ها از 70 درصد داده های آزمایشگاهی و برای آزمون آنها از 30 درصد باقیمانده استفاده شد. در ادامه، با انجام یک تحلیل حساسیت، مدل برتر و موثرترین پارامتر ورودی معرفی شدند. مدل برتر مقادیر آبشستگی ها را بر حسب کلیه پارامترهای ورودی با دقت مناسبی پیش بینی نمود. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی، شاخص پراکندگی و ضریب نش برای شرایط آزمون مدل برتر به ترتیب مساوی با 988/0، 106/0 و 976/0 بدست آمدند. علاوه بر این، عدد فرود نیز مهمترین پارامتر ورودی در نظر گرفته شد. در انتها، یک کد کامپیوتری برای شبیه سازی عمق حفره آبشستگی در مجاورت پایه های پل جفت و سه تایی ارایه گردید.

    کلید واژگان: دسته بندی c-میانیگن فازی، انفیس، آبشستگی، پایه پل، تحلیل حساسیت
    Afshin Kiani, Saeid Shabanlou *, Fariborz Yosefvand

    Estimation and prediction of scouring around the piers play a significant role to design these structures since with increasing dimensions of scour hole, stability of the pier is threatened; as a result, the structure may be destructed. In this study, scour hole in the vicinity of twin and three piers is estimated by using fuzzy c-means clustering of ANFIS (ANFIS-FCM) network technique. To do this, firstly, the parameters affecting scour hole around twin and three piers including Froude number (Fr), the ratio of the pier diameter to the flow depth (D/h), and the ratio of the distance between the piers to the flow depth (d/h) were detected. Subsequently, seven ANFIS-FCM models were defined by means of these dimensional input parameters. It should be stated that 70% of the experimental data were utilized to training the models and 30% of the rest were applied to testing. Next, the superior ANFIS-FCM model and the most important input parameter were introduced by implementing a sensitivity analysis. The premium model as a function of all input parameters simulated the scour values with a reasonable accuracy. For instance, the correlation coefficient (R), the scatter index (SI), and the Nash-Sutcliff efficiency coefficient (NSC) are respectively computed to be 0.988, 0.106, and 0.976. Furthermore, the Froude number was considered as the most important input parameter. Lastly, a computer code was introduced so as to simulate the scour hole around the twin and three piers.

    Keywords: Fuzzy c-means clustering, ANFIS, Scouring, Piers, Sensitivity analysis
  • یول آمان ناظری، نادر جندقی*، مجتبی قره محمودلو، مجید عظیم محسنی
    سابقه و هدف

    در کشور ایران شرایط اقلیمی به گونه ای است که حتی در پربارانترین مناطق کشور، به منابع آب زیرزمینی نیاز است و همه ساله این نیاز بیشتر میشود. از آنجا که آبهای زیرزمینی یکی از ارزشمندترین منابع آب در کشور ایران بهشمار میروند، پیش بینی تغییرات آن به منظور بهره برداری بهینه با هدف توسعه پایدار بسیار ضرورت است. یکی از پیچیده ترین فرآیندهای هیدرولوژیکی در طبیعت، فرآیند بارش-تراز آب زیرزمینی است که متاثر از پارامترهای مختلف فیزیکی و هیدرولوژیکی است. اگرچه مدل های مختلفی برای پیش بینی تغییرات تراز آب زیرزمینی با استفاده از الگوی بارش ارایه شده است اما به مدل تابع انتقال کمتر توجه شده است. از این رو هدف اصلی این پژوهش معرفی و استفاده از مدل تابع انتقال جهت پیش بینی تراز آب زیرزمینی ماهانه با استفاده از آمار بارش و مقایسه نتایج آن با مدل های شبکه عصبی-فازی و شبکه عصبی مصنوعی می باشد.

    مواد و روش ها

    در پژوهش حاضر از آمار 30 ساله (1400-1371) ایستگاه های هواشناسی و چاه های مشاهده ای در 3 حوضه آبخیز گالیکش، رامیان و محمدآباد جهت مدل سازی بارش-تراز آب زیرزمینی استفاده شد.سپس، با توجه به اینکه سال های نزدیک تر به زمان حال اطلاعات دقیق تری از وضعیت این زمان دارند، سال ها به صورت فرآیند پیش رو در شبکه های عصبی مصنوعی در نظر گرفته شد. برازش مدل و پیش بینی مقادیر تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش برای 12 ماه آینده به کمک سه مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، شبکه عصبی-فازی (ANFIS) و تابع انتقال (TF) انجام شد. برای این منظور از نرم افزارهای MINITAB SAS, SPSS, و R استفاده شد. در مرحله بعد اعتبارسنجی مقادیر پیش بینی شده توسط مدل ها با استفاده از 3 شاخص میانگین قدرمطلق فاصله (MAD)، ریشه مربع میانگین خطا (RMSE) و میانگین قدرمطلق درصد خطا (MAPE) مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج حاصل از نمودارهای خودهمبستگی نگار تراز آب زیرزمینی چاه ها نشان داد، تمامی سری های زمانی دارای روند فصلی با دوره 12 ماهه هستند. بر اساس نمودارهای خودهمبستگی متقابل نیز مشخص شد که اثر مستقیم بارش بر تراز آب زیرزمینی در دو حوضه آبخیز گالیکش و محمدآباد با تاخیر 3 ماهه و در حوضه آبخیز رامیان با تاخیر یک ماهه انجام شده است. نتایج اعتبارسنجی مدل ها با کمک 3 شاخص MAD، RMSE و MAPE نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی جهت پیش بینی تراز آب زیرزمینی با استفاده از داده های بارش ماهانه در هر 3 حوضه آبخیز مورد بررسی دارای مناسب ترین عملکرد می باشد (RMSE=0.0778, 0.0243, 0.0532m) و مدل شبکه عصبی-فازی (RMSE=0.1841, 0.0832, 0.1012m) در رتبه دوم قرار دارد. اگرچه مدل تابع انتقال نسبت به دو روش دیگر دقت کمتری داشت (RMSE=0.5711, 0.5023, 0.3234m)، اما این مدل در برازش مقادیر تراز آب زیرزمینی ماهانه عملکرد مناسبی داشته است. این مدل در شناسایی تاخیر در تاثیرگذاری بین متغیرهای ورودی و خروجی و همچنین بیان مدلی که می توان بر اساس آن نحوه اثرگذاری بارش را به صورت یک مدل بیان کرد، بسیار موثر است.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که برای پیش بینی تراز آب زیرزمینی با کمک مقادیر بارش ماهانه، می توان از هر 3 مدل شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی-فازی و تابع انتقال استفاده کرد. برای 3 مدل مورد استفاده بیش برآوردی و کم برآوردی پیوسته که باعث افزایش خطا و کاهش عملکرد مدل ها می شود، مشاهده نشد. همچنین هر 3 مدل در تشخیص روندها و تغییرات داده ها عملکرد مناسبی دارند. با این وجود عملکرد مدل شبکه عصبی مصنوعی نسبت به دو مدل دیگر از دقت بالاتری برخوردار است. علاوه بر این هنگامی که از عملکرد پیش رو در مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی استفاده می شود نسبت به حالتی که از سری کامل داده ها استفاده می شود، کارایی مدل به نحو چشمگیری بهبود می یابد.

    کلید واژگان: تراز آب زیرزمینی، بارش، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی-فازی، تابع انتقال
    Youl Aman Nazeri, Nader Jandaghi *, Mojtaba G.Mahmoodlu, Majid Azimmohseni

    In Iran, the climatic conditions are such that even in the rainiest areas of the country, there is a need for groundwater resources, and this demand is increasing every year. Since, groundwater is one of the most valuable water resources in Iran, it is very necessary to predict its changes in order to use it optimally with the aim of sustainable development. One of the most complex hydrological processes in nature is the rainfall-groundwater level process, which is affected by various physical and hydrological parameters. Although, various models have been presented to predict the changes in the groundwater level using the rainfall patterns, but less attention has been paid to the transfer function model. Hence, the main objective of this research is to introduce and use the transfer function (TF) model to predict the monthly groundwater level using rainfall data and to compare its results with ANFIS and Artificial Neural Network (ANN) models.In the present study, 30-year data (1992-2021) of meteorological stations and observation wells in 3 watersheds of Galikesh, Ramian and Mohamadabad were used to model the rainfall and groundwater level. of the Gorganroud river basin.Then, considering that the years closer to the present time have more accurate information about the situation of this time, the years were considered as a forward process in artificial neural networks. The model fitting and prediction of the groundwater level values using rainfall data for the next 12 months was performed with applying three models: Artificial Neural Network (ANN), Adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS), and transfer function (TF). For this purpose, MINITAB SAS, SPSS, and R software were used. Next step, the validation of the values predicted by the models was evaluated using three indices Mean Absolute Distance (MAD), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE).The results of the autocorrelation plots of the groundwater level of the wells revealed that all time series have a seasonal trend with a period of 12 months. Based on the cross-correlation plots, it was also found that rainfall has direct effect on the groundwater level in the two watersheds of Galikesh and Mohamadabad with lag time of three months and in the Ramian watershed with a delay of one month. The validation results of the models using three indexes MAD, RMSE and MAPE revealed that the artificial neural network model for predicting the groundwater level using monthly rainfall data in all three investigated watersheds had the most appropriate performance (RMSE=0.0778, 0.0243, 0.0532m) and the ANFIS model is ranked second (RMSE=0.1841, 0.0832, 0.1012m). Although the transfer function model was less accurate than the other two methods (RMSE=0.5711, 0.5023, 0.3234m), but this model has performed well in fitting the monthly groundwater level values. This model is very effective in identifying the delay in the impact between the input and output variables, as well as expressing the model based on which the impact of rainfall can be expressed as a model.The results of this research show that all three models of artificial neural network, ANFIS and transfer function can be used to predict the groundwater level using monthly rainfall values. Consecutive overestimation and underestimation, which increases the error and decreases the performance of the models, was not observed for the three used models. Also, all three models perform well in detecting trends and data changes. However, the artificial neural network model is more accurate than the other models. In addition, when forward process is used in artificial neural network modeling, compared to the case where the complete series of data is used, the efficiency of the model is significantly improved.

    Keywords: groundwater level, Rainfall, Artificial neural network, ANFIS, Transfer Function
  • احسان واشقانی فراهانی، علیرضا مساح بوانی*، عباس روزبهانی، فرهاد بهزادی، میثاق بیدآبادی

    تقاضا برای آب شیرین به طور فزاینده ای در حال افزایش است، درحالی که منابع محدود آب، در معرض اضافه برداشت، آلودگی و تغییرات اقلیمی هستند که این موارد نیاز به بهبود مدیریت منابع آب را به منظور توزیع عادلانه و دست یابی به اهداف توسعه پایدار برجسته می کند. یک گزینه کم هزینه برای حمایت از استراتژی های مدیریت بهتر آب، توسعه مدل هایی با قابلیت پیش بینی مقادیر آب دردسترس، به ویژه مقادیر مربوط به بارش و جریان رودخانه هاست. تنوع اقلیمی و تغییرات آب و هوایی، یک فرض اساسی برای پیش بینی های هیدروکلیماتولوژیکی است. یکی از جنبه های قابل توجه این موضوع، همبستگی بین پدیده های بزرگ مقیاس جوی-اقیانوسی یا الگوهای دورپیوند با فرایندهای هیدرولوژیکی در مقیاس محلی است که این الگوها می توانند بر جریان ورودی به سدها نیز اثرگذار باشند. در این مطالعه از سه مدل یادگیری ماشین شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی بیزین و سیستم استنتاج عصبی-فازی سازگار برای پیش بینی جریان ورودی به سدها بهره گرفته شده است تا کارایی آن ها مورد ارزیابی قرار بگیرد. بدین منظور 12 سناریو متشکل از متغیرهای بارش، جریان ورودی به سد و نه شاخص اقلیمی با تاخیر تا شش گام زمانی، طراحی شد تا تاثیر استفاده از الگوهای دورپیوند به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده جریان یک ماه بعد سد امیرکبیر، موردبررسی قرار بگیرد. تحلیل نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از شاخص Nino3.4 با یک گام زمانی تاخیر و هم چنین شاخص PDO با دو گام زمانی تاخیر، می توانند باعث افزایش دقت مدل نسبت به سناریوهای که در آن ها تنها از متغیرهای ایستگاهی استفاده شده است، شوند. طبق نتایج، شاخص Nino3.4 موثرترین شاخص بر جریان ورودی به سد امیرکبیر شناخته شد و سناریویی که در آن از شاخص نام برده به همراه داده های بارش و جریان یک و دوماه قبل به عنوان ورودی استفاده شده بود، در هر سه مدل، بالاترین دقت را به ثبت رساند. هم چنین عملکرد مدل ANFIS برای سناریوی نام برده (سناریوی 9)، با مقادیر RMSE و R2، به ترتیب معادل با 69/5 مترمکعب بر ثانیه و 79/0، نسبت به دو مدل ANN و BNN بهتر بود، به طوری که مقدار شاخص R2 برای بهترین سناریوی متشکل از متغیرهای ایستگاهی (سناریوی 5)، به میزان 15/0 افزایش یافته و مقدار شاخص RMSE نیز به میزان 78/0 مترمکعب کاهش یافته است.

    کلید واژگان: الگوهای دورپیوند، پیش بینی جریان، شبکه عصبی مصنوعی، شبکه عصبی بیزین، ANFIS
    Ehsan Vasheghani, Ali Massah Bavani *, Abbas Roozbahani, Farhad Behzadi, Misagh Bidabadi

    The demand for freshwater is increasing, while the limited water resources are subject to over-harvesting, pollution, and climate change, which require improving water resource management to distribute it equitably and achieve It highlights the goals of sustainable development. A low-cost option to support better water management strategies is to develop models capable of predicting available water amounts, especially amounts related to precipitation and river flow. Climatic diversity and climate changes are basic assumptions for hydro climatological predictions. One of the remarkable aspects of this issue is the correlation between large-scale atmospheric-oceanic phenomena or Teleconnection patterns with hydrological processes on a local scale, and these patterns can also affect the inflow to the dams. This study uses three machine learning models, an artificial neural network, a Bayesian neural network, and an adaptive neuro-fuzzy inference system to predict dam inflow and evaluate their efficiency. For this purpose, 12 scenarios consisting of rainfall variables, inflow to the dam, and nine climatic indicators with a delay of up to six-time steps were designed to investigate the effect of using long-term models as predictive variables of the flow one month later in Amirkabir Dam. to be placed The analysis of the results of this research showed that the use of the Nino3.4 index with one-time step delay as well as the PDO index with two-time step delays can increase the accuracy of the model compared to the scenarios in which only station variables are used. to be According to the results, the Nino 3.4 index was found to be the most effective index on the inflow to Amirkabir Dam, and the scenario in which the mentioned index along with the rainfall and flow data of one and two months before was used as input, in all three The model recorded the highest accuracy. Also, the performance of the ANFIS model for the mentioned scenario (scenario 9), with RMSE and R2 values, equal to 5.69 and 0.79 cubic meters per second, respectively, was better than the ANN and BNN models, so the value of the R2 index for the best scenario consisting of station variables (scenario 5), it increased by 0.15 and the value of RMSE index decreased by 0.78 cubic meters.

    Keywords: ANFIS, ANN, BNN, Inflow Prediction, Teleconnection Patterns
  • شهرام موسوی*
    مقدمه

    عدم قطعیت پارامترهای فیزیکی فرایند عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز، نتایج مدل سازی را تحت تاثیر قرار می دهند.

    روش

    در این تحقیق، از روش های هوش مصنوعی برای تخمین مقدار عمق آبشستگی سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز به دلیل پیچیدگی پدیده استفاده شد. از سه مدل شبکه عصبی، سیستم عصبی فازی تطبیقی و ماشین بردار پشتیبان به عنوان روش های هوش مصنوعی یا جعبه سیاه برای حل مسیله استفاده گردید. به منظور شبیه سازی عمق آبشستگی در سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز از 225 داده استفاده شد. در تمامی مدل ها، از 70 درصد داده ها برای واسنجی و از 30 درصد داده ها برای صحت سنجی در روش های هوش مصنوعی استفاده به عمل آمد.

    یافته ها

    آنالیز حساسیت نسبت به پارامترهای ورودی در هر سه مدل پیشنهادی نشان داد که اعمال پارامترهای عرض سرریز، ارتفاع ریزش آب، ارتفاع آب روی تاج، اختلاف ارتفاع آب در بالادست و پایین دست، قطر متوسط ذرات و عمق آب در پایین دست، کارایی مدل ها را بهبود می دهد. در تخمین میزان عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی، مدل سیستم عصبی فازی تطبیقی نسبت به مدل شبکه عصبی تا 20 درصد و نسبت به مدل ماشین بردار پشتیبان تا 5/8 درصد بر اساس معیارهای رایج در ارزیابی مدل ها، قابلیت اطمینان بیشتری دارد که این امر می تواند به دلیل توانایی تیوری فازی در غلبه بر عدم قطعیت پارمترهای موثر در تخمین میزان عمق آبشستگی باشد.
     

    نتیجه گیری

    نتایج مدل سازی میزان عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز با استفاده از مدل های هوش مصنوعی نشان می دهد که کارایی این مدل ها در پیش بینی مقادیر آبشستگی مناسب هستند و نسبت به روش های تجربی رایج در زمینه دقیق تر می باشند که این امر می تواند به علت غیرخطی و پیچیده بودن طبیعت مسیله باشد.

    کلید واژگان: آبشستگی، سرریز لبه تیز، شبکه عصبی، سیستم عصبی فازی تطبیقی، ماشین بردار پشتیبان
    Shahram Mousavi *
    Introduction

    In free overfall spillways, waterfalls over the crown of the spillway almost vertically and impacts the downstream bed of the dams. Due to the high velocity and energy of the flow which impacts the erodible downstream bed, it may cause scouring close to the foundation of the dam and consequently threaten the stability of the dam.

    Methods

    In this study, artificial intelligence methods were used to estimate the scour depth of slope control structures with sharp-crested weir due to the complexity of the phenomenon. Three models including neural network, adaptive fuzzy neural system, and support vector machine (SVM) were used as artificial intelligence or black-box model to solve the problem..

    Findings

    The results showed that artificial intelligence methods are more efficient than conventional experimental methods in estimating the depth of downstream scours of slope control structures with sharp-crested weir. Using more parameters in the input of artificial intelligence models does not increase the accuracy of these models. It is because of increasing errors as a result of using more parameters in these models. In estimating the downstream scour depth of slope control structures with the sharp-crested weir in both calibration and validation stages, an adaptive fuzzy neural system model is up to 20% more reliable than the artificial neural network model and up to 8.5% than the support vector machine model.

    Keywords: Scour, Sharp-crested weir, ANN, ANFIS, SVM
  • بابک سان احمدی، مجید حیدری*، سعید گوهری، سعید شعبانلو
    در این مطالعه یک مدل هیبریدی برای تخمین ضریب دبی سرریزهای جانبی واقع بر کانال های همگرا توسعه داده شد. به عبارت دیگر با استفاده از الگوریتم کرم شبتاب (FA) شبکه انفیس (ANFIS) بهینه سازی شد. سپس با استفاده از پارامترهای ورودی، شش مدل ANFIS و ANFIS-FA تعریف شد. در ابتدا بهینه ترین تعداد خوشه ها برای شبکه ANFIS محاسبه شد. همچنین در این مطالعه برای بررسی دقت مدل سازی ها از شبیه سازی مونت کارلو استفاده گردید. علاوه بر این برای صحت سنجی نتایج مدل سازی ها از روش اعتبار سنجی ضربدری بهره گرفته شد. با تجزیه و تحلیل مدل سازی های مشاهده شد که مدل های هیبریدی در مقایسه با مدل ANFIS دارای دقت بیشتری هستند. سپس مدل برتر معرفی شد که این مدل مقادیر ضریب دبی را بر حسب کلیه پارامترهای ورودی تخمین می زند. مدل برتر مقادیر ضریب دبی را با دقت مناسبی شبیه سازی کرد. به عنوان مثال مقادیر R2، MAE و RMSE برای مدل برتر به ترتیب برابر 933/، 011/0 و 015/0 محاسبه شد. همچنین حدودا 98 درصد نتایج مدل برتر دارای خطایی کمتر از 12 درصد بود. بر اساس نتایج عدم قطعیت، مدل برتر دارای عملکردی بیشتر از مقدار واقعی بود. تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود جریان در پایین دست سرریز جانبی موثرترین پارامتر ورودی بود.
    کلید واژگان: انفیس، کانال همگرا، الگوریتم کرم شبتاب، ضریب دبی سرریز جانبی، آنالیز حساسیت
    Babak Sanahmadi, Majeid Heydari *, Saeed Gohari, Saeid Shabanlou
    In this study, a hybrid model was developed in order to approximate the discharge coefficient of side weirs located on converging channels for first time. In other words, the ANFIS network was optimized by means of the Firefly Algorithm (FA). After that, six ANFIS and ANFIS-FA models were defined by input parameters. In addition, in this study, the Monte Carlo simulation was employed to study the modeling accuracy. Furthermore, the k-fold cross validation approach was implemented for validating the modeling results. By analyzing the modeling results, it was concluded that hybrid models are more accurate than ANFIS models. The superior model simulated the discharge coefficient values with reasonable accuracy. For example, the values of R2, MAE and RMSE for the superior model were calculated 0.003, 0.011 and 0.015, respectively. Also, about 98% of the superior model results have an error less than 12%. According to the uncertainty analysis results, the superior model had an overestimated performance. A sensitivity analysis indicated that the flow Froude number at the side weir downstream is the most effective input parameter.
    Keywords: ANFIS, Converging channel, Firefly Algorithm, Side weir discharge coefficient, Sensitivity analysis
  • حسین حکیمی خانسر*، علی حسین زاده دلیر، جواد پارسا، جلال شیری

    پیش بینی دقیق فشار آب حفره ای در بدنه سدهای خاکی در زمان ساخت با روش های دقیق یکی از مهم ترین ارکان در مدیریت پایداری سدهای خاکی است. هدف کلی از این تحقیق توسعه مدل های ترکیبی، بر مبنای سیستم استنتاج عصبی فازی و الگوریتم های بهینه سازی فرا ابتکاری است. در این راستا الگوریتم های فرا ابتکاری بهینه ساز شامل الگوریتم ژنتیک (GA)، ازدحام ذرات (PSO)، تفاضل تکاملی (DE)، کلونی مورچگان برای فضای پیوسته (ACOR)، جستجوی هارمونی (HS)، رقابت استعماری (ICA)، کرم شب تاب (FA) و گرگ خاکستری (GWO) به منظور بهبود عملکرد آموزش سیستم استنتاج عصبی فازی، استفاده شد. سه ویژگی شامل تراز خاکریزی، زمان ساخت سد و تراز مخزن (آبگیری) حاصل از ابزار دقیق سد به عنوان ورودی مدل های ترکیبی انتخاب شدند. ارزیابی هایی انجام شده از مقایسه مدل های ترکیبی با شاخص های آماری، نشان دهنده دقت قابل قبول هر هشت مدل ترکیبی است. نتایج تحقیق نشان داد مدل ترکیبی الگوریتم ژنتیک در دوره آزمون با مقادیر ، RMSE، NRMSE وMAE  به ترتیب برابر با مقادیر0/9540، 0486/، 0/1232 و 0/0345، بهترین عملکرد را نسبت به سایر الگوریتم های بهینه ساز دارد. همچنین الگوریتم های ترکیبی ANFIS-GA، ANFIS-PSO، ANFIS-ICA،ANFIS-HS عملکرد بهتری را نسبت بهANFIS-GWO، ANFIS-FA، ANFIS-ACOR و ANFIS-DE در بهبود آموزش شبکه ANFIS و پیش بینی فشار آب حفره ای در بدنه سدهای خاکی در زمان ساخت، دارند.

    کلید واژگان: سد خاکی، ANFIS، الگوریتم های فرا ابتکاری، فشار آب حفره ای، ابزار دقیق سد
    H. Hakimi Khansar*, A. Hosseinzadeh Dalir, J. Parsa, J. Shiri

    Accurate prediction of pore water pressure in the body of earth dams during construction with accurate methods is one of the most important components in managing the stability of earth dams. The main objective of this research is to develop hybrid models based on fuzzy neural inference systems and meta-heuristic optimization algorithms. In this regard, the fuzzy neural inference system and optimizing meta-heuristic algorithms including genetic algorithms (GA), particle swarm optimization algorithm (PSO), differential evolution algorithm (DE), ant colony optimization algorithm (ACOR), harmony search algorithm (HS), imperialist competitive algorithm (ICA), firefly algorithm (FA), and grey wolf optimizer algorithm (GWO) were used to improve training system. Three features including fill level, dam construction time, and reservoir level (dewatering) obtained from the dam instrumentation were selected as the inputs of hybrid models. The results showed that the hybrid model of the genetic algorithm in the test period had the best performance compared to other optimization algorithms with values of R2, RMSE, NRMSE, and MAE equal to 0.9540, 0.0866, 0.1232, and 0.0345, respectively. Also, ANFIS-GA, ANFIS-PSO, ANFIS-ICA, and ANFIS-HS hybrid algorithms performed better than ANFIS-GWO, ANFIS-FA, ANFIS-ACORE, and ANFIS-DE in improving ANFIS network training and predicting pore water pressure in the body earthen dams at the time of construction.

    Keywords: Earth dam, ANFIS, Meta-heuristic algorithms, Pore water pressure, Dam instrumentation
  • فرهاد بهزادی، سامان جوادی*، حسین یوسفی، علی مریدی

    آب زیرزمینی همواره یکی از باارزش ترین منابع آبی در هر منطقه به شمار می رود و در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک جهان نظیر کشور ایران، اصلی ترین منبع جهت تامین نیازهای شرب و کشاورزی محسوب می شود. در سالیان اخیر، با افزایش جمعیت و در نتیجه افزایش برداشت از آبخوان ها و تغییرات اقلیمی، تراز آب زیرزمینی در بسیاری از آبخوان های ایران همواره نزولی بوده و بسیاری از آبخوان های کشور در شرایط وخیم قرار دارند و این شرایط در بسیاری از آبخوان های کشور ادامه دار بوده یا شرایط در حال بدترشدن است. در همین راستا همواره پایش منظم وضعیت آبخوان ها از اهمیت بالایی برخوردار است و با اتخاذ تصمیم های مدیریتی مناسب می توان از آسیب دیدن هرچه بیش تر آبخوان ها جلوگیری کرد و همواره خسارت را کاهش داد. هدف این پژوهش تعیین خشک سالی های دوره آتی و تعیین تاثیر آن بر آبخوان دشت شهرکرد می باشد. در این پژوهش با استفاده از برونداد مدل های CMIP6 در ابتدا متغیرهای اقلیمی نظیر بارندگی و دما برای دوره آتی شبیه سازی شده و وضعیت بارندگی در منطقه تا سال 2100 تعیین شده است. در ادامه با استفاده از مدل ANFIS، عمق آب زیرزمینی در پنج پیزومتر منتخب در سطح دشت تا سال 2050 پیش بینی شده است. با توجه به نتایج این پژوهش، وضعیت آبخوان دشت شهرکرد تا سال 2050 تعیین شده و مشخص شده است در برخی از نقاط دشت شهرکرد، عمق آب زیرزمینی تا 26 متر افزایش پیدا خواهد کرد. از این رو، با توجه به تغییرات محتمل در آینده ای نه چندان دور و به منظور جلوگیری از وخیم ترشدن شرایط و افزایش خسارت ها، باید تصمیم های مدیریتی مناسبی در این منطقه اتخاذ شود.

    کلید واژگان: بارندگی، دما، ANFIS، GRI، SPI
    Farhad Behzadi, Saman Javadi *, Hossein Yousefi, Ali Moridi

    Groundwater is the most valuable water resources in any region and in many arid and semi-arid regions of the world, such as Iran, is the main source for drinking and agricultural needs. In recent years, with the increase in population and as a result of increasing withdrawals from aquifers and climate change, many of aquifers are in poor condition, and these conditions continue or are deteriorating. In this regard, regular monitoring of aquifers is always very important and by making appropriate management decisions, it is possible to prevent more damage to aquifers and reduce the damage. The purpose of this study is to determine the droughts of the future and to determine its impact on the aquifer of Shahrekord plain. In this study, using the output of CMIP6 models, climatic variables such as rainfall and temperature for the next period are simulated and the rainfall situation in the region until 2100 has been determined. Then, using the ANFIS model, groundwater depth in five selected piezometers in the plain is predicted by 2050. According to the results of this study, the aquifer condiotion of Shahrekord plain has been determined by 2050 and it has been determined that in some parts of Shahrekord plain, the groundwater depth will increase to 26 meters. Due to possible changes in the future in order to prevent the situation from deteriorating and increasing the damage, appropriate management decisions must be made in this regard.

    Keywords: ANFIS, GRI, Precipitation, SPI, temperature
  • علی جمالوندی، بهروز یعقوبی*، محمدعلی ایزدبخش، سعید شعبانلو

    در این مطالعه، مقادیر بارندگی دراز مدت شهر بابلسر در یک بازه زمانی 68 ساله از سال 1951 تا 2019 با استفاده از یک مدل هوش مصنوعی ترکیبی بهینه یافته شبیه سازی شد. برای توسعه مدل ترکیبی، شبکه انفیس با تبدیل موجک ترکیب شدند. در ابتدا، با استفاده از تابع خودهمبستگی، تاخیرهای موثر داده های سری زمانی شناسایی شدند. سپس با استفاده از این تاخیرها، شش مدل انفیس تعریف گردید. با اجرای یک تحلیل حساسیت، بهترین مدل انفیس معرفی شد. مقادیر ضریب همبستگی (R)، شاخص عملکرد (VAF) و شاخص پراکندگی (SI) برای وضعیت آزمون مدل برتر انفیس به ترتیب برابر با 612/0، 029/37 و 761/0 محاسبه شدند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل نتایج مدل سازی ها نشان داد که تاخیرهای شماره (t-1)، (t-2)، (t-12) و (t-36) تاثیرگذارترین تاخیرهای داده های سری زمانی بودند. در انتها، مدل ترکیبی برتر برای سه سطح تجزیه مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت که بهترین نتایج برای سطح تجزیه دوم بدست آمد. در حالت آزمون مقادیر R و VAF و SI برای مدل برتر ترکیبی به ترتیب مساوی با 972/، 455/94 و 226/0 بودند. بنابراین، نتایج شبیه سازی ها نشان داد که تبدیل موجک دقت مدل سازی را به شکل قابل توجهی افزایش داد.

    کلید واژگان: بارش دراز مدت، بابلسر، انفیس، تبدیل موجک، بهینه سازی
    Ali Jamalvandi, Behrouz Yaghoubi *, Mohammad Ali Izadbakhsh, Saeid Shabanlou

    In this study, the long-term rainfall in Babolsar city was simulated using an optimized hybrid artificial intelligence (AI) model over a 68 years period during 1951 to 2019. The ANFIS network and the wavelet transform combined to develop the hybrid model. Firstly, the effective lags of time series data were identified by using the autocorrelation function (ACF). Six ANFIS models were defined through these lags, Subsequently. The best ANFIS model was detected by conducting a sensitivity analysis. For testing the best ANFIS model, the value of correlation coefficient (R), variance accounted for (VAF), and scatter index (SI) were respectively computed to be 0.612, 37.029, and 0.761. In Addition, results of the models analysis showed that the (t-1), (t-2), (t-12), and (t-36) were identified as the most significant lags. Finally, the superior hybrid model was examined in three decomposition level (DL), revealing that the best results were obtained from the second decomposition level (DL2). In testing mode of the model, the R, VAF, and SI were calculated to be 0.972, 94.455, and 0.266, respectively. Therefore, the simulation results showed that the wavelet transform enhanced the performance of the ANFIS network significantly.

    Keywords: Long-term rainfall, Babolsar, ANFIS, Wavelet transform, Optimization
  • احسان یارمحمدی، سعید شعبانلو*، احمد رجبی

    بهینه سازی مدل های هوش مصنوعی از اهمیت بسزایی برخوردار است زیرا باعث بهبود عملکرد این مدل ها و افزایش انعطاف آنها می شود. در این مطالعه، عمق آبشستگی در مجاورت تکیه پل ها به شکل های مختلف توسط مدل ANFIS و ANFIS-Genetic Algorithm (GA) تخمین زده شد. به عبارت دیگر، برای بهینه سازی توابع عضویت مدل ANFIS از GA استفاده شد که عملکرد مدل ANFIS به شکل قابل توجهی بهبود یافت. در ابتدا، پارامترهای تاثیرگذار بر روی عمق آبشستگی در اطراف تکیه گاه پل ها تعریف شدند. سپس با استفاده از این پارامترهای ورودی، یازده مدل مختلف برای هر یک از مدل های ANFIS و ANFIS-GA تولید شدند. سپس با تجزیه و تحلیل نتایج این مدل ها، مدل برتر برای هر یک از روش های ANFIS و ANFIS-GA زنتیک معرفی شدند. به عنوان مثال، مقدار ضریب همبستگی و شاخص پراکندگی برای مدل ANFIS به ترتیب برابر با 0/979 و 0/070 و برای مدل ANFIS-GA نیز به ترتیب مساوی با 0/986 و 0/056 محاسبه شدند. علاوه بر این، نسبت اختلاف متوسط برای مدل های برتر ANFIS و ANFIS-GA به ترتیب مساوی با 0/984 و 0/988 بودند. بنابراین نشان داده شد که مدل های ترکیبی ANFIS-GA دقت بیشتری در مقایسه با مدل های ANFIS داشتند. همچنین، تحلیل حساسیت نشان داد که عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان به شعاع حفره آبشستگی (h/L) به عنوان موثرترین پارامترهای ورودی برای تخمین عمق آبشستگی در مجاورت تکیه گاه پل ها شناسایی شدند.

    کلید واژگان: انفیس، الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، آبشستگی، تکیه گاه پل، تحلیل حساسیت
    E. Yarmohammadi, S. Shabanlou*, A. Rajabi

    Optimization of artificial intelligence (AI) models is a significant issue because it enhances the performance and flexibility of the numerical models. In this study, scour depth around bridge abutments with different shapes was estimated by means of ANFIS and ANFIS-Genetic Algorithm. In other words, the membership functions of the ANFIS model were optimized using the genetic algorithm, finding that the performance of ANFIS model was increased. Firstly, effective input parameters on the scour depth around bridge abutments were defined. Then, by using the input parameters, eleven ANFIS and ANFIS-GA models were produced. Next, the superior ANFIS and ANFIS-GA models were introduced by analyzing the numerical results. For example, the correlation coefficient and scatter index for ANFIS model were calculated to be 0.979 and 0.070; for ANFIS-GA, these were 0.986 and 0.056, respectively. In addition, the average discrepancy ratio (DRave) for ANFIS and ANFIS-GA models was 0.984 and 0.988, respectively. Also, it was shown that the ANFIS-GA models had more accuracy, as compared to the ANFIS models. Moreover, a sensitivity analysis showed that Froude number (Fr) and ratio of flow depth to radius of scour hole (h/L) were the most influential input parameters for simulating the scour depth around bridge abutments.

    Keywords: ANFIS, Algorithm genetic, Optimization, Scour, Bridge abutment, Sensitivity analysis
  • محمد انصاری قوجقار*، سروین زمانزاد قویدل، فریبا خدابخشی، مسعود پورغلام آمیجی، شهاب عراقی نژاد، علی سلاجقه

    کمیابی آب و به دنبال آن بحران های اجتماعی و اقتصادی، ضرورت استفاده از رویکردهای جدید مبتنی بر دانش بین رشته ای در اصلاح ساختارها و سیاست های مدیریت منابع آب و اجرای طرح ها و پروژه های منابع آب را دوچندان کرده است.  در این میان شناخت ارتباط متقابل علوم اجتماعی و سامانه های منابع آب خود به مسئله ای تبدیل شده است که حل آن، ما را در اصلاح ساختارهای ناکارآمد کنونی یاری می رساند. لذا هدف اصلی در این مطالعه اثبات ارتباط متقابل برخی پارامترهای اجتماعی و  منابع آب در مقیاس قاره ای با به کارگیری ابزار مدل سازی نرم افزاری است. در این پژوهش داده های سرانه منابع آب تجدیدپذیر و پارامتر های اجتماعی شامل نسبت جمعیت روستایی به جمعیت شهری، تراکم جمعیت، تعداد کاربران اینترنت و شاخص تحصیلات در مقیاس سالانه در نظر گرفته شدند. طول دوره آماری داده ها 13 سال (2017-2005) بود و برای 42 کشور از قاره آسیا که سرانه منابع آب آن ها روند نزولی داشت، این مطالعه انجام شد. سپس با به کارگیری روش های محاسبات نرم از جمله شبکه عصبی (ANN)، درخت تصمیم (M5) و سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS) ارتباط متقابل بین سرانه منابع آب و پارامتر های اجتماعی، مدل سازی شده است. نتایج حاصل از مدل سازی با معیار های ضریب تعیین (R2)، میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) ارزیابی شدند. در نهایت، نتایج حاکی از عملکرد برتر روش ANFIS نسبت به دو مدل دیگر در بررسی ارتباط متقابل سرانه منابع آب و پارامتر های اجتماعی است. همچنین پس از مدل ANFIS به ترتیب مدل های  M5 و ANN عملکرد بهتری داشتند و صحت ارتباط متقابل بین پارامترهای اجتماعی و منابع آب در سطح بسیار بالایی مورد تایید قرار گرفت.

    کلید واژگان: پارامتر های اجتماعی، سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی، مدیریت یکپارچه
    Mohammad Ansari Ghojghar *, Sarvin Zmanzad-Ghavidel, Fariba Khodabakhshi, Masoud Pourgholam Amiji, Shahab Araghinejad, Ali Salajegheh

    Water scarcity and subsequent social and economic crises have doubled the need to use new interdisciplinary knowledge-based approaches in reforming water resources management structures and policies and implementing water resources plans and projects. In the meantime, recognizing the interrelationships of the social sciences and their water resources systems has become a problem that its solution help us to correct existing dysfunctional structures. Therefore, the main purpose of this study is to prove the interrelationship of some social parameters and water resources on a continental scale with the use of software modeling tools. In this study, per capita data on renewable water resources and social parameters including the ratio of rural population to urban population, population density, number of Internet users and education index on an annual scale are considered. The statistical period of the data was 13 years (2005-2007) and this study was performed for 42 countries in Asia whose per capita water resources were declining. Then, using soft copmuting methods such as Artificial Neural Network (ANN), Decision Tree (M5) and Adaptive Fuzzy-neural Inference System (ANFIS), the interrelationship between per capita water resources and social parameters was modeled. Modeling results were evaluated by the criteria of determination coefficient (R2), root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) values. Finally, the results indicate the superior performance of ANFIS method compared to the other two models in evaluating the interaction of per capita water resources and social parameters. Also, after the ANFIS model, the M5 and ANN models had better performance, respectively.

    Keywords: social parameters, ANFIS, integrated management
  • شهاب الدین شفیعی، محسن نجارچی*، سعید شعبانلو

    در این مطالعه، جهت تخمین ضربی دبی سرریزهای کنگره؜ای، از یک روش تکاملی بر مبنای نرو- فازی استفاده شد. به منظور بهینه سازی پارامترهای سیستم استنتاج عصبی- فازی سازگار (ANFIS) از الگوریتم کرم شبتاب (FFA) استفاده گردید. در مدل؜سازی روش؜های ANFIS  و  ANFIS-FFA، جهت بررسی عدم قطعیت مدل، از شبیه سازی مونت کارلو استفاده شد. علاوه بر این، با استفاده از روش اعتبارسنجی چند لایه اقدام به ارایه مدل؜هایی شد که از انعطاف پذیری و تعمیم پذیری قابل توجهی برخوردار بود. در ابتدا، پارامترهای بی بعد ورودی شامل عدد فرود (Fr)، نسبت هد روی سرریز به ارتفاع سرریز (HT/p)، زاویه راس (α)، نسبت طول تاج سرریز به عرض کانال (Lc/W)، نسبت طول راس سرریز به عرض زاویه راس (A/w) و نسبت عرض زاویه راس به ارتفاع سرریز (w/p) تعریف و برای ANFIS و ANFIS-FFA هفت مدل مختلف توسعه داده شدند. سپس با استفاده از تحلیل حساسیت، مدل های برتر (ANFIS 5 و ANFIS-FFA 5) و موثرترین پارامتر ورودی (عدد فرود) شناسایی گردیدند. همچنین، نتایج توزیع خطا نشان داد که تقریبا 70 درصد نتایج مدل برتر (ANFIS-FFA 5) خطایی کمتر از 5 درصد داشتند. به عبارت دیگر، دقت خوب مدل برتر به لحاظ آماری تایید گردید. در انتها تحلیل عدم قطعیت برای مدل های برتر اجرا گردید.

    کلید واژگان: الگوریتم کرم شب تاب، انفیس، بهینه سازی، سرریز کنگره ای، ضریب دبی
    Shahabodin Shafiei, Mohsen Najarchi *, Saeid Shabanlou

    In this research, an evolutionary based Neuro-fuzzy technique was utilized to estimate the discharge coefficient of labyrinth weirs. In order to optimize the parameters of the adaptive Neuro-fuzzy inference system (ANFIS), the Firefly Algorithm (FFA) was implemented. In modeling the ANFIS-FFA and ANFIS methods, the Monte Carlo simulation was used to evaluate uncertainty of the model. Furthermore, several models with significant flexibility and generalizability were provided using the k-fold cross validation method. First, the input dimensionless parameters including the Froude number (Fr), ratio of the head above the weir to the weir height (HT/p < /em>), cycle sidewall angle (α), ratio of length of the weir crest to the channel width (Lc/W), ratio of length of the apex geometry to the width of a single cycle (A/w) and the ratio of width of a single cycle to weir height (w/p < /em>) were defined. After that, seven different models were introduced for ANFIS and ANFIS-FFA. Then, using a sensitivity analysis, the superior models (ANFIS-FFA 5 and ANFIS 5) and the most effective input parameter (Froude number) were identified. In addition, the error distribution results showed that about 70% of the superior model (ANFIS-FFA 5) results had an error less than 5%. In other words, the superior model had a high statistical significance. Ultimately, the uncertainty analysis for the superior models was carried out.

    Keywords: ANFIS, Discharge coefficient, Firefly Algorithm, Labyrinth weir, optimization
  • Babak Lashkar Ara *, Saman Baharvand, Leila Najafi

    High flow discharges coming from the hydraulic structures usually carry a high-velocity jet of flow, which could have different short- and long-term impacts on the river mechanics and the habitat conditions. Scouring is one of the major effects of the incoming flow jet, which, once aerated, has a dynamic behavior and structure. Plunge pools are hydraulic structures to prevent the severe damages of the scouring phenomena. In the present study, due to the high complexity of constructing a physical model, the effect of air entrainment on scoured hole’s depth is assessed using the Artificial Neural Network (ANN) and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) methods. Each soft computing model’s performance on the scouring is compared to a Nonlinear Regression Method’s result using different statistical measures (RMSE, ME, MAE). The prediction accuracy of ANN, ANFIS, and nonlinear regression using RMSE was calculated as 0.0137, 0.011, and 0.0262, respectively. This study presents a novel achievement in measuring and predicting the scoured hole’s depth as one of the most critical phenomena in hydro-environmental science.

    Keywords: Aerated jet, air entrainment, Scouring, ANN, ANFIS
  • محمد انصاری قوجقار*، مسعود پورغلام آمیجی، جواد بذرافشان، شهاب عراقی نژاد، عبدالمجید لیاقت، سید محمد حسینی موغاری

    افزایش وقوع طوفان های گرد و غبار در چند سال اخیر در جنوب غرب ایران به ویژه در استان خوزستان و به تبع آن کاهش کیفیت هوا در این مناطق، اهمیت پیش بینی و ارتباط این پدیده با نوسانات اقلیمی را دوچندان کرده است. هدف از این پژوهش بررسی کارایی روش های هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) و الگوریتم ژنتیک (GA) به منظور انتخاب متغیرهای ورودی بهینه در پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار (FDSD) است. بدین منظور از داده های ساعتی گرد و غبار و کدهای سازمان هواشناسی و همچنین داده های اقلیمی شامل دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای متوسط، مجموع بارش و سرعت بیشینه باد در مقیاس فصلی با طول دوره آماری 35 ساله (2018-1984) در هفت ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان استفاده شد. در ادامه با در دست بودن سری زمانی شاخص FDSD و سایر متغیرهای اقلیمی، اقدام به مقایسه کارایی حالت های مختلف متغیرهای ورودی، به منظور پیش بینی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار در فصل آینده شد. نتایج نشان داد که روش هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) در بین تمام حالت های انتخاب متغیرهای ورودی، بهترین عملکرد را داشت؛ به طوری که در این حالت معیارهای ارزیابی R، MAE و RMSE به ترتیب از 91/0، 29/0 و 44/0 تا 99/0، 13/0 و 17/0 در ایستگاه های مورد مطالعه متغیر بود. همچنین متوسط فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار در مقیاس فصلی در ایستگاه های مورد مطالعه به ترتیب صعودی از 68/1 تا 10/4 متغیر بود به طوری که با افزایش شاخص FDSD در ایستگاه مورد مطالعه، دقت پیش بینی تمام حالت ها افزایش داشت به نحوی که در حالت اول پیش بینی (صرفا بر اساس شاخص FDSD)، ضریب همبستگی بین مقادیر مشاهداتی فراوانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار و مقادیر محاسباتی آن از 87/0 به 95/0 افزایش یافت. برای حالت دوم (پیش بینی بر اساس فروانی روزهای همراه با طوفان گرد و غبار و همه ویژگی های کمکی یعنی FDSD & AC)، حالت سوم (بر اساس بهینه سازی الگوریتم ژنتیک) و حالت چهارم (بر اساس روش هیبریدی ژنتیک-تبرید) نیز ضریب همبستگی به ترتیب از 93/0 تا 94/0، 91/0 تا 97/0 و 94/0 تا 99/0 در ایستگاه های موردمطالعه متغیر بود. در مجموع با مقایسه حالت های مورد استفاده، روش هیبریدی ژنتیک-تبرید (GA-SA) بهترین عملکرد و بعد از آن الگوریتم ژنتیک (GA) بهترین نتیجه را ارایه نمود. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت پیامدهای ناشی از طوفان گرد و غبار و برنامه های مقابله با بیابان زایی در مناطق تحت مطالعه مفید باشد.

    کلید واژگان: گرد و غبار، شاخص FDSD، بیابان زدایی، ژنتیک-تبرید، ANFIS
    Mohammad Ansari Ghojghar *, Masoud Pourgholam-Amiji, Javad Bazrafshan, Shahab Araghinejad, Abdolmajid Liaghat, Seyed-Mohammad Hosseini-Moghari

    The increase in dust storms occurrence in recent years in southwestern Iran, especially in Khuzestan province, and consequently the decrease in air quality in these areas, has doubled the importance of forecasting and linking this phenomenon with climate variations. The aim of this study was to investigate the efficiency of hybrid Genetic-Annealing (GA-SA) and Genetic Algorithm (GA) methods for selecting optimal input variables in forecasting the frequency of days with dust storm (FDSD). For this purpose, hourly dust data and meteorological organization codes, as well as climatic data including maximum temperature, minimum temperature, average temperature, total rainfall and maximum wind speed on a seasonal scale with a statistical period of 35 years (1984-2018) in seven synoptic stations in Khuzestan province were used. Then, by having a time series of FDSD index and other climatic variables, it was compared to the efficiency of different modes of input variables, in order to forecasting the frequency of days with dust storm in the next season. The results showed that the hybrid Genetic-Annealing method (GA-SA) had the best performance among all the modes of selecting the input variables; In this case, the evaluation criteria of R, MAE and RMSE varied from 0.91, 0.29, and 0.44 to 0.99, 0.13 and 0.17 in the studied stations, respectively. Also, the average frequency of days with dust storm on a seasonal scale in the studied stations varied from 1.68 to 4.10, respectively, so that with increasing FDSD index in the study station, the predictive accuracy of all modes increased so that in the first forecast state (based solely on the FDSD index), the correlation coefficient between the observational values of the days associated with dust storms and its computational values increased from 0.87 to 0.95. For the second case (forecast based on frequency of days with dust storm and all Auxiliary Characteristics, ie FDSD & AC), the third mode (based on the optimization of the Genetic Algorithm) and the fourth mode (based on the hybrid Genetic-Annealing method) the correlation coefficient also varied from 0.93 to 0.94, 0.91 to 0.97 and 0.94 to 0.99 in the studied stations, respectively. In general, by comparing the modes used, the hybrid Genetic-Annealing method (GA-SA) performed the best, followed by the Genetic Algorithm (GA). The results of this study can be useful in managing the consequences of dust storms and desertification programs in the study areas.

    Keywords: Dust, FDSD Index, Desert Greening, Genetic-Annealing, ANFIS
  • امیر علیزاده*، بهروز یعقوبی، سعید شعبانلو

    در این مطالعه، ضریب دبی سرریزهای لبه تیز واقع بر کانال های دایره ای با استفاده از مدل های انفیس و انفیس-کرم شب تاب شبیه سازی شد. همچنین برای بررسی افزایش قابلیت مدل های عددی از شبیه سازی های مونت کارلو استفاده شد. این درحالی است که روش اعتبارسنجی ضربدری برای صحت سنجی مدل های عددی به کار گرفته شد. با توجه به پارامترهای ورودی، چهار مدل انفیس و انفیس-کرم شب تاب معرفی شد. تجزیه و تحلیل نتایج عددی نشان می دهد که مدل برتر ضریب دبی را به عنوان تابعی از عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان روی تاج سرریز به ارتفاع تاج سرریز (h/P) شبیه سازی کرد. مقادیر MARE، RMSE و R برای مدل برتر به ترتیب برابر 0/001، 0/002 و 0/999 محاسبه شد. این درحالی است که حداکثر مقدار MARE برای این مطالعه کمتر از 2 درصد بود.

    کلید واژگان: سرریز دایره ای، ضریب دبی، شبیه سازی، انفیس، الگوریتم کرم شب تاب
    A. Alizadeh*, B. Yaghoubi, S. Shabanlou

    In this study, the discharge coefficient of sharp-crested weirs located on circular channels was modeled using the ANFIS and ANFIS-Firefly (ANFIS-FA) algorithm. Also, the Monte Carlo simulations (MCs) were used to enhance the compatibilities of the soft computing models. However, the k-fold cross validation method (k=5) was used to validate the numerical models. According to the input parameters, four models of ANFIS and ANFIS-FA were introduced. Analyzing the numerical results showed that the superior model simulated the discharge coefficient as a function of the Froude number (Fr) and the ratio of flow depth over weir crest to the weir crest height) h/P(. The values of the mean absolute relative error (MARE), root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (R) for the superior model were calculated 0.001, 0.002 and 0.999, respectively. However, the maximum error value for this study was less than 2%.

    Keywords: Circular weir, Discharge coefficient, Modeling, ANFIS, ANFIS-FA
  • امیر پورحقی*، علی محمد آخوندعلی، حیدر زارعی
    امروزه پایش و پردازش اطلاعات کیفی رودخانه با استفاده از روش های آزمایشگاهی با صرف وقت و هزینه زیاد همراه است. از این رو استفاده از روش های نوین برای کاهش این هزینه ها می تواند کمک شایانی در مدیریت کیفی رودخانه ها داشته باشد. استفاده ترکیبی از مدل های هوش مصنوعی و سنجش از دور از جمله روش های کارآمد برای رسیدن به این هدف است. در این تحقیق به منظور برآورد EC رودخانه کارون با استفاده از مدل سیستم استنتاج فازی عصبی (ANFIS)، در زمان گذر ماهواره لندست 8، نمونه برداری دستی از 66 نقطه از سطح رودخانه برای مدت 12 ماه (دی ماه 1394 تا آذر ماه 1395) انجام شد. هشت ماه اول نمونه برداری برای واسنجی و چهار ماه انتهایی برای صحت سنجی مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر بازتابی تصاویر لندست 8 به عنوان ورودی و EC نقاط برداشت شده به عنوان خروجی مدل ANFIS در نظر گرفته شد. در ادامه به منظور افزایش دقت مدل ANFIS و کاهش خطا تصاویر از روش تبدیل موجک و مکان مند کردن داده ها استفاده گردید. نتایج نشان داد که استفاده ترکیبی از تصاویر ماهواره ای و مدل ANFIS از  عملکرد نسبتا خوبی برخوردار است و با روش مکان مند کردن یعنی اضافه کردن خصوصیات مکانی نقاط برداشت به عنوان ورودی مدل ANFIS دقت کار تا مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. هم چنین نتایج نشان داد که استفاده از تبدیل موجک برای کاهش نویز تصاویر و بهبود عملکرد مدل می تواند علاوه بر کاهش خطا، ضریب تعیین را از 85 درصد تا بالای 89 درصد افزایش دهد.
    کلید واژگان: تبدیل موجک، شوری، مدل های هوشمند، ANFIS
    Amir Pourhaghi *, Alimohammad Akhondali, Heidar Zarei
    Nowadays, monitoring of river quality information is one of the most important issues in water resources engineering because of the direct relationship of water quality with environmental health and quality of life. Today, traditional methods of river monitoring are receiving less attention due to the fact that they are costly and time-consuming for the researcher. Instead, the recent, low-cost methods are favorable to many researchers in this filed. Different methods have always been considered for river monitoring, but the application of spectral indicators and remote sensing technologies to control and monitor the water quality of rivers and reservoirs is very cost-effective and could be a good alternative to traditional methods. Since it is time-saving and less costly, it would be a good indicator for the whole region and a good alternative to manual methods (Bonansea et al., 2015). Although satellite imagery has been widely used in estimating water quality indices (Onderka and Pekárová, 2008), the complexity of hydrological systems and the presence of noise in images can increase the calculation error. Wavelet transform and intelligent models are among the most efficient methods that can significantly increase computation accuracy by filtering and noise reduction. Good research has been done on the use of wavelet transform in image processing (Graps, 1995) and fuzzy inference system to estimate water quality parameters (Solgi et al., 2017). In this study, using wavelet transform, Landsat 8 images were processed, then the processed images were considered as inputs of ANFIS model.
    Keywords: ANFIS, Intelligent models, Salinity, Wavelet Transforms
  • احمدرضا کریمی پور*، گلنوش بنی طالبی

    هدف از مطالعه حاضر برآورد مقدار (ET0) در اقلیم نیمه مرطوب معتدل سرد و در یک دوره آماری 22 ساله با بکارگیری مدل موجک-عصبی-فازی با حداقل تعداد پارامترهای ورودی موثر بود. به منظور بررسی کارایی این مدل نتایج با مدل شبکه عصبی و انفیس مقایسه شد. آنالیز حساسیت داده های ورودی به سه روش هیل، ضریب تبیین و استات سافت انجام شد. آنالیز تحلیل حساسیت نشان داد که دما (T) (دمای مینیمم، ماکزیمم و میانگین)، (Rs)، (Ra)، سرعت باد در ارتفاع دو متری (U2) و (Rn) به عنوان پارامترهای اثرگذار بوده اند و ترکیب های مختلف این پارامترهای ورودی می تواند منجر به برآورد دقیق تر ET0 شود. بر اساس نتایج آنالیز حساسیت، شش ترکیب با پارامترهای مذکور انتخاب شد و دما در تمامی این ترکیب ها به عنوان متغیر ورودی به کار برده شد. با کاربرد سه پارامتر ورودی Tmin، Tmax و Rs و موجک sym8 مدل موجک-عصبی-فازی عملکرد بهتری نسبت به مدل شبکه عصبی دارد. براساس ضریب تبیین و مقدار خطای محاسبه شده برای شبکه عصبی و انفیس، ترکیب 7 پارامتر ورودی (Ra، Rn، Rs، U2 ،Tmean، Tmin و Tmax) و چهار پارامتر ورودی هواشناسی (Ra، U2، Tmean و Tmax) بیشترین دقت را در تخمین میزان ET0 در مقایسه با روش فایو پنمن مانتیث داشتند. نتایج همچنین نشان داد که بیشترین مقدار ضریب تبیین و کمترین مقدار خطا در بین موجک های مختلف مورد استفاده در مدل موجک-عصبی-فازی به ترتیب برای ترکیب های 7 و 3 پارامتر ورودی ((Tmax, Tmin, Rs بدست آمده است.

    کلید واژگان: انفیس، تحلیل حساسیت، فائو پنمن مانتیث، موجک- عصبی- فازی
    Ahmadreza Karimipour *, Golnoosh Banitalebi

    The aim of this study was to estimate the ET0 in a moderately cold semi-humid climate in a 22-year statistical period by applying a wavelet-neuro-fuzzy model with a minimum number of input parameters.The results were compared with the ANN and ANFIS models to evaluate the performance of the wavelet-neuro-fuzzy model, The sensitivity analysis of the input parameters was done in three ways: Hill method, coefficient of determination, and StatSoft. Sensitivity analysis showed that temperature (T), Rs, Ra, mean daily wind speed at 2 meters (U2) and Rn were an effective parameter. Based on the results of the sensitivity analysis, six combinations with these parameters were selected.The results indicate that the wavelet-neural-fuzzy model has a better performance than the artificial neural network model. The results also showed that the estimated ET0 value with three inputs parameters of maximum and minimum temperature and solar radiation using fuzzy-neural-wavelet model was more accurate than the neural network. Based on the coefficient of determination and the amount of calculated error for the artificial neural network and the Anfis, use of the combination of 7 input parameters (Ra, Rn, Rs, U2, Tmean, Tmin and Tmax) and four meteorological input parameters (Ra, U2, Tmean and Tmax) lead to more accurate estimates of ET0 in comparison to the FAO Penman-Monteith method. The results also showed that the highest amount of explanatory factor and the lowest error value among the different wavelets used in the fuzzy-neuro-wavelet model were for the 7 and three input parameters (Tmax, Tmin, Rs), respectively.

    Keywords: ANFIS, Sensitivity analysis, FAO-Penman-Monteith, Fuzzy-neuro-wavelet model
  • امیر علیزاده، فریبرز یوسف وند*، احمد رجبی

    معمولا تبدیل سریع رژیم فوق بحرانی جریان به زیر بحرانی با پرش هیدرولیکی همراه است. این پدیده به طور کلی بعد از سازه های هیدرولیکی از قبیل سرریز اوجی به وقوع می پیوندد. یکی از مهمترین پارامترهای پرش هیدرولیکی که در تعیین ابعاد حوضچه های آرامش استفاده می شود، طول پرش هیدرولیکی است. در مطالعه حاضر، یک روش ترکیبی برای پیش بینی طول پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر شیب دار توسعه داده شد. به عبارت دیگر، روش حاضر با ترکیب روش های سیستم استنباط فازی عصبی تطبیقی با الگوریتم ژنتیک (ANFIS-GA) ارائه شده است. در این مطالعه، به منظور سنجش عملکرد مدل های ANFIS- GA از شبیه سازی مونت کارلو استفاده شده است. در ابتدا، پارامترهای موثر بر روی طول پرش هیدرولیکی که شامل عدد فرود جریان در بالادست پرش هیدرولیکی، نسبت زبری بستر، نسبت اعماق مزدوج و شیب بستر بود شناسایی شد. سپس با توجه به پارامترهای مذکور پنچ مدل ANFIS-GA تعریف می شود. در ادامه، نتایج مدل های پنج گانه ANFIS-GA مورد بررسی قرار گرفت و مدل برتر معرفی شد. مدل برتر، مقادیر آزمایشگاهی را با دقت قابل قبولی پیش بینی می کند. به عنوان مثال مقادیر درصد میانگین مطلق خطا، خطای جذر میانگین مربعات برای این مدل به ترتیب مساوی 520/4 و 781/0 محاسبه گردیده است. همچنین نتایج مدل سازی نشان می دهد که عدد فرود جریان در بالادست پرش هیدرولیکی موثرترین پارامتر در مدل سازی طول پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر شیب دار با استفاده از مدل ANFIS-GA است.

    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک، بستر زبر شیب دار، سیستم استنباط فازی- عصبی تطبیقی، طول پرش هیدرولیکی، مدل ترکیبی
    A Alizadeh, F Yosefvand*, A Rajabi

    In general, rapid transformation of supercritical flow regime into subcritical flow is accompanied with hydraulic jump. The phenomenon usually occurs at downstream of the hydraulic structures such as ogee spillway. The length of hydraulic jump is one of the most important parameters used to determine the dimension of stilling basins. In current study, a hybrid method for predicting the hydraulic jump length on sloping rough bed was developed. In the other words, the hybrid method (ANFIS-GA) was presented using combination of Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS) and Genetic Algorithm (GA). In this study, to examine the performance of ANFIS-GA models, the Monte Carlo simulation (MCs) was used. At first, the effective parameters on length of hydraulic jump such as; Froude number in upstream of the hydraulic jump, the ratio of bed roughness, sequent depth ratio, and bed slope, were identified. Next, regarding these parameters, five ANFIS-GA models were defined. Then, the results of the ANFIS-GA models were examined and the superior model was introduced. The superior model predicted the experimental measurements with acceptable accuracy. For example, the Mean Absolute Percentage Error (MAPE) and Root Mean Square Error (RMSE) were respectively computed 4.520 and 0.781. In addition, the results of modeling revealed that the Froude number at upstream of hydraulic jump was the most effective parameter in modeling the length of hydraulic jump on sloping rough bed using ANFIS-GA method.

    Keywords: ANFIS, genetic algorithm, Hybrid method, Length of hydraulic jump, Sloping rough bed
  • محمد جواد اسدی، سعید شعبانلو، محسن نجارچی*، محمد مهدی نجفی زاده

    در این مطالعه، ضریب دبی روزنه های جانبی دایره ای با استفاده از یک روش ترکیبی جدید، مدل سازی شد. ترکیبات انجام شده در این مطالعه، به دو قسمت تقسیم شد: 1) ترکیب دو الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) و الگوریتم ژنتیک (GA) و ارائه الگوریتم PSOGA ، 2) استفاده از الگوریتم ترکیبی PSOGA جهت بهینه سازی شبکه انفیس (ANFIS) و ارائه روش ANFIS-PSOGA. با شناخت پارامترهای موثر بر ضریب دبی روزنه های جانبی دایروی، 11 ترکیب مختلف ارائه شد. تحلیل حساسیت انجام شده با استفاده از ANFIS، نشان داد که عدد فرود و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) موثرترین پارامترها در مدل سازی ضریب دبی شناسایی شدند. همچنین، بهترین ترکیب در براورد ضریب دبی استفاده از متغیرهای فرود جریان (Fr)، نسبت عرض کانال اصلی به قطر روزنه جانبی (B/D)، نسبت ارتفاع تاج روزنه به قطر روزنه (W/D) و نسبت عمق جریان به قطر روزنه (Ym/D) بود. مقادیر MAPE، RMSE و R  برای این مدل، به ترتیب برابر 0/021، 0/20 و 0/871 به دست آمد. پس از انتخاب بهترین ترکیب، عملکرد روش ANFIS-PSOGA با دو روش ANFIS and ANFIS-PSO، مقایسه شد. نتایج نشان داد که روش ANFIS-PSOGA برای مدل سازی ضریب دبی، دارای خطای کمتری بود.

    کلید واژگان: انفیس، مدل ترکیبی، بهینه سازی، روزنه جانبی دایروی، ضریب دبی
    M. J. Asadi, S. Shabanlou, M. Najarchi*, M. M. Najafizadeh

    In this study, the discharge coefficient of the circular side orifices was predicted using a new hybrid method. Combinations made in this study were divided into two sections: 1) the combination of two algorithms including Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithm (GA) and providing the PSOGA algorithm 2) using the PSOGA algorithm in order to optimize the Adaptive Neuro Fuzzy Inference Systems (ANFIS) network and providing the ANFIS-PSOGA method. Next, by identifying the parameters affecting on the discharge coefficient of the circular side orifices, 11 different combinations were provided. Then, the sensitivity analysis conducted by ANFIS showed that the Froude number and the ratio of the flow depth to the orifice diameter (Ym/D) were identified as the most effective parameters in modeling the discharge coefficient. Also, the best combination including the Froude number (Fr), the ratio of the main channel width to the side orifice diameter (B/D), the ratio of the orifice crest height to its diameter (W/D) and the ratio of the flow depth to the orifice diameter (Ym/D) for estimating the discharge coefficient was introduced. For this model, the values of Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Root Mean Square Error (RMSE) and correlation coefficient (R) were obtained 0.021, 0.020 and 0.871, respectively. Additionally, the performance of the ANFIS-PSOGA method was compared with the ANFIS-PSO and ANFIS methods. The results showed that the ANFIS-PSOGA method for predicting the discharge coefficient was the superior model

    Keywords: ANFIS, Hybrid model, Optimization, Circular Side Orifices, discharge coefficient
  • ایرج پسندیده، محمد علی ایزدبخش*، سعید شعبانلو
    در سال های اخیر، میزان بارش در نواحی مختلف به خصوص در نواحی خشک و نیمه خشک، دچار تغییرات چشم گیری شده است. بنابراین، تخمین و الگوشناسی بارش در یک بازه دراز مدت می تواند به هیدرولوژیست ها و مهندسین آب اطلاعات کافی ارائه کند. در این مطالعه برای اولین بار، بارندگی دراز مدت شهر انزلی در یک بازه زمانی 67 ساله توسط مدل عددی موجک- سیستم استنباط فازی عصبی تطبیقی (WANFIS) شبیه سازی شد. برای آموزش، آزمون و صحت سنجی مدل های هوش مصنوعی به ترتیب از بارش های 37، 20 و 10 ساله استفاده شد. در ابتدا، بهینه ترین تابع عضویت شبکه انفیس با استفاده از تجزیه و تحلیل نتایج مدل های مختلف به دست آمد. به عبارت دیگر، تعداد توابع عضویت بهینه برابر با هشت در نظر گرفته شد. سپس اعضای مختلف خانواده موجک مورد ارزیابی قرار گرفتند که dmey به عنوان بهینه ترین عضو این خانواده ها معرفی شد. در ادامه، با استفاده از تابع خودهمبستگی، خودهمبستگی نسبی و تاخیرهای مختلف، 15 مدل WANFIS توسعه داده شدند. علاوه بر این، با استفاده از تحلیل حساسیت، مدل برتر و تاخیرهای موثر معرفی شدند. مدل برتر، مقادیر بارش را با دقت بالایی تخمین زد. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی، شاخص پراکندگی و نش ساتکلیف برای مدل برتر در حالت صحت سنجی به ترتیب مساوی با 962/0، 258/0 و 899/0 محاسبه شدند.
    کلید واژگان: بارش، انفیس، موجک، تحلیل حساسیت، شبیه سازی
    Iraj Pasandideh, Mohammad Ali Izadbakhsh *, Saeid Shabanlou
    Recently, the amount of rainfall underwent serious changes in different areas, particularly in arid and semi-arid regions. Therefore, estimation and pattern recognition of rainfall in a long term period can give sufficient information to hydrologists and water engineers. In this study, for the first time, long-term rainfall pattern in Anzali city for a 67 years period was simulated using a hybrid model so-called “Wavelet-Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System” (WANFIS). Rainfalls of 37-, 20- and 10-years period were applied for training, testing and validation of the numerical model, respectively. Firstly, the optimized membership function of the ANFIS network was obtained using the analysis of the numerical results. In other words, the number of optimized membership function was computed to be equal to 8. Then, the various wavelet families were evaluated which the dmey mother wavelet was introduced as the most optimized wavelet family. Next, using the autocorrelation function (ACF), the partial autocorrelation function (PACF) and different lags, 15 WANFIS models were developed. According to the sensitivity analysis, the superior model and effective lags were identified. The superior model estimated the rainfall with high accuracy. For instance, for validation mode of the superior model, the correlation coefficient, scatter index and Nash-Sutcliffe efficiency coefficient were computed to be 0.962, 0.258 and 0.899, respectively.
    Keywords: Rainfall, ANFIS, Wavelet, Sensitivity analysis, simulation
  • سعید شعبانلو*، فریبرز یوسفوند، حامد عظیمی، عیسی ابتهاج
    در این تحقیق، مقادیر ضریب دبی روزنه های جانبی با استفاده از روش های ANFIS و ANFIS-GA تخمین زده شد. برای مدل سازی ضریب دبی، تاثیرات نسبت عرض کانال اصلی به طول روزنه جانبی (B/L)، نسبت ارتفاع روزنه جانبی به طول روزنه جانبی (W/L)، نسبت عمق جریان در کانال اصلی به طول روزنه جانبی (Ym/L) و عدد فرود (Fr) در نظر گرفته شد. برای محاسبه ضریب دبی یازده مدل مختلف برای هر یک از مدل های ANFIS و ANFIS-GA معرفی گردید. سپس به منظور مقایسه نتایج مدل های محاسبات نرم با مدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، ضریب دبی روزنه جانبی با استفاده از مدل FLOW-3D شبیه سازی شد. برای آشفتگی میدان جریان از مدل های آشفتگی k-ε استاندارد و RNG k-ε استفاده گردید. بر اساس نتایج مدل عددی، مدل آشفتگی RNG k-ε آشفتگی میدان جریان را با دقت بیشتری نسبت به مدل k-ε شبیه سازی نمود. همچنین مقادیر MAPEوRMSE برای دبی های مدل سازی شده توسط حل عددی به ترتیب برابر 204/12 و 001/0 است. با تحلیل نتایج مدل های ANFIS، ANFIS-GA و  CFD، مدل ANFIS-GA مدل برتر معرفی شد.
    کلید واژگان: الگوریتم ژنتیک، انفیس، روزنه های جانبی، شبیه سازی CFD، ضریب دبی
    S Shabanlou *, F Yosefvand, H Azimi, I Ebtehaj
    In this research, the discharge coefficient values of side orifices are modeled using ANFIS and the ANFIS-GA methods. To simulate the discharge coefficient, the effects of the ratio of the main channel width to the side orifice length (B/L), the ratio of the side orifice height to its length (W/L), the ratio of the flow depth in the main channel to the side orifice length (Ym/L) and the Froude number (Fr) were considered. Eleven different models were introduced for each of the ANFIS and ANFIS-GA models to estimate the discharge coefficient. Next, in order to compare the soft computing models’ results with the results of the computational fluid dynamics (CFD), the side orifice discharge coefficient was simulated using FLOW-3D model. To model the flow field turbulence, the standard k-ε and RNG k-ε turbulence models were used. According to the CFD model results, the RNG k-ε turbulence model simulated the flow field turbulence with higher accuracy as compared to k-ε model. Also, the MAPE and RMSE values for the estimated discharges by the CFD model were equal to 12.204 and 0.001, respectively. By analyzing the results of the ANFIS, ANFIS-GA and CFD models, the ANFIS-GA model was introduced as the premier model.
    Keywords: ANFIS, CFD simulation, Discharge coefficient, genetic algorithm, Side orifices
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال