پیش بینی دبی جریان در کانال مرکب مستقیم با استفاده از روش دسته بندی گروهی داده ها

پیش بینی دبی جریان در کانال های مرکب یکی از مهمترین مسایل مهندسی هیدرولیک است. از مهمترین پارامترهای جریان در کانال های مرکب نیز می توان به تنش برشی ظاهری اشاره کرد که در اثر اختلاف سرعت جریان در کانال اصلی و سیلاب دشت ها در محل اتصال کانال اصلی به سیلاب دشت ها به وجود می آید. تنش برشی ظاهری باعث ایجاد آشفتگی و گردابه های سه بعدی در مرز کانال اصلی و سیلاب دشت ها و نیز کاهش دبی کل جریان می گردد. در این پژوهش، دبی جریان در کانال های مرکب مستقیم با استفاده از روش های تجربی، روش دسته بندی گروهی داده ها و شبکه عصبی چندلایه مد ل سازی و پیش بینی شد. پارامترهای بی بعد مورد استفاده بدین منظور عبارتند از عمق نسبی جریان، شعاع هیدرولیکی نسبی، مساحت نسبی و زبری نسبی. نتایج نشان داد که روش دسته بندی گروهی داده ها با ضریب تبیین 91/0 و ریشه میانگین مربعات خطای 057/0 دارای مناسب ترین عملکرد در تخمین دبی جریان در کانال های مرکب است. بررسی ساختار روش دسته بندی گروهی داده های توسعه داده شده نشان می دهد که عمق نسبی جریان و مساحت نسبی تاثیر بیشتری را در مدل سازی ظرفیت کانال های مرکب دارند. بررسی عملکرد مدل شبکه عصبی چند لایه توسعه داده شده نشان می دهد که این مدل با ضریب تبیین 82/0 و ریشه مربعات خطای 065/0 دارای دقت بیشتری نسبت به روش های تجربی است. تحلیل حساسیت شبکه عصبی چند لایه نشان داد که پارامترهای شیب طولی، عمق و مساحت نسبی تاثیر بیشتری در دقت پیش بینی جریان دارند که این نکته ساختار بدست آمده از روش دسته بندی گروهی داده ها را تایید می نماید.