مدل سازی ریاضی اتلاف جریان عبوری از روی سرریزهای پلکانی با استفاده از برنامه ریزی ژنتیک

سرریزهای پلکانی یکی از کارآمدترین سازه ها در استهلاک انرژی هستند. در این مقاله برای مدل سازی ریاضی اتلاف انرژی جریان عبوری از روی سرریز پلکانی از مدل برنامه ریزی ژنتیک استفاده شد. به منظور مقایسه عملکرد مدل برنامه ریزی ژنتیک با سایر روش های رایانش نرم، مدل شبکه عصبی چندلایه به عنوان معمول ترین مدل هوش مصنوعی نیز تهیه گردید. پارامترهای دخیل در برآورد بازده سرریز پلکانی در اتلاف انرژی جریان عبوری عبارت اند از: عدد دراپ، نسبت عمق بحرانی به ارتفاع پله ها، شیب سرریز، تعداد پله ها، نسبت ارتفاع به طول پله ها است. نتایج نشان داد که روش برنامه ریزی ژنتیک توانایی مناسبی جهت برآورد عملکرد سرریز های پلکانی در اتلاف انرژی دارد. شاخص های آماری خطای این مدل در مرحله صحت سنجی عبارت از R2=0.95 است. بررسی ساختار مدل ریاضی استخراج شده از روش برنامه ریزی ژنتیک نشان می دهد که پارامترهای عدد دراپ و نسبت عمق بحرانی به ارتفاع پله ها دارای وزن بیشتری نسبت به سایر پارامترها هستند، لذا نتیجه می شود که این پارامترها تاثیر بیشتری در عملکرد سازه در اتلاف انرژی دارند. مقایسه عملکرد مدل برنامه ریزی ژنتیک با مدل شبکه عصبی چندلایه نشان می دهد که عملکرد شبکه عصبی نسبت به برنامه ریزی ژنتیک، کمی بهتر است (R2≥0.95). نتایج آنالیز حساسیت شبکه عصبی چندلایه هم ساختار مدل ریاضی مستخرج شده از برنامه ریزی ژنتیک را تایید می نماید.