این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های حفاظت آب و خاک، جلد ۲۴، شماره ۱، صفحات ۲۷۹-۲۸۶
عنوان فارسی کاربرد روش‌ برنامه‌ریزی بیان ژن در تعیین ضریب هوادهی دریچه تخلیه‌کننده تحتانی سدها
چکیده فارسی مقاله سابقه و هدف: استفاده از سدهای مخزنی، نقش مهمی را در توسعه صنعت، کشاورزی و اشتغال جوامع، بر عهده دارد. یکی از اجزای جانبی این سدها، تونل‌ تخلیه‌کننده تحتانی است که نقش مهمی را در تخلیه و کنترل سیلاب بر عهده دارد. این سازه‌، مشتمل بر یک مجرای ورودی، تونل اصلی انتقال و سازه‌های کنترل و تنظیم جریان، شامل دریچه‌ها و شیرها می‌باشد. بروز فشارهای منفی و پدیده کاویتاسیون از جمله مشکلاتی است که تخلیه‌کننده‌های تحتانی سدها در دبی‌های بالا با آن مواجه هستند. این پدیده سبب بروز مشکلاتی از جمله تخریب سطح سازه خواهد شد. یکی از متداول‌ترین روش‌های کاهش و حذف خطر وقوع کاویتاسیون، هوادهی جریان می‌باشد. در این راستا، میزان هوادهی و هواگیری جریان آب در سرریزها و پایین‌دست دریچه‌های تونل تخلیه‌کننده تحتانی سدها، یکی از مباحث مهم می‌باشد. با توجه به اهمیت موضوع، در پژوهش حاضر پیش‌بینی و برآورد ضریب هوادهی دریچه تخلیه-کننده تحتانی مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، روش برنامه‌ریزی بیان ژن (GEP) جهت برآورد ضریب هوادهی دریچه تخلیه‌کننده تحتانی مورد استفاده قرار گرفت. برای آموزش و صحت‌سنجی مدل، از داده‌های آزمایشگاهی به‌دست آمده از مدل‌های فیزیکی و هیدرولیکی چهار سد البرز، ژاوه، گتوند علیا و جره، که در آزمایشگاه سازه‌های هیدرولیکی موسسه تحقیقات آب تهران ساخته‌شده، استفاده گردید. ضریب هوادهی تابعی از دو پارامتر عدد فرود جریان در محل فشردگی آن (Frc) و نسبت سطح مقطع هواده به سطح مقطع تونل در محل دریچه (Aa/Ag) در نظر گرفته‌شد. جهت اجرای مدل برنامه‌ریزی بیان ژن، 30 کروموزوم و 3 ژن انتخاب شد و توانایی این روش به‌کمک دو پارامتر آماری مانند ضریب هم‌بستگی (R2) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که روش برنامه‌ریزی بیان ژن با ضرایب همبستگی 803/0 و 639/0و جذر میانگین مربعات خطا برابر با 096/0 و 125/0 به‌ترتیب در دو بخش آموزش و آزمون، ضریب هوادهی دریچه تخلیه‌کننده تحتانی را برآورد نمود. مدل مذکور در مقایسه با نتایج رابطه رگرسیونی با ضرایب همبستگی 718/0 و 402/0 و جذر میانگین مربعات خطا برابر با 114/0 و 171/0 در بخش‌های آموزش و آزمون نتایج بهتری را ارائه می‌نماید. به‌عبارتی، استفاده از روش برنامه‌ریزی بیان ژن موجب کاهش 28 درصدی خطای پیش‌بینی ضریب هوادهی دریچه تخلیه‌کننده تحتانی سدها شده‌است. نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده از این پژوهش نشان داد مدل هوشمند برنامه‌ریزی بیان ژن، به‌خوبی توانسته است ضریب هوادهی دریچه‌های تخلیه‌کننده تحتانی سدها را پیش‌بینی کند و استفاده از آن موجب بهبود نتایج پیش‌بینی در مقایسه با روش‌های مرسوم مدل‌های رگرسیونی شود. به‌عبارتی، نتایج به‌دست آمده، موید توانایی روش برنامه‌ریزی بیان ژن در تعیین ضریب هوادهی دریچه‌های تخلیه‌کننده تحتانی سدها، و در نتیجه برآورد صحیح این پارامتر، به‌منظور جلوگیری از وقوع پدیده کاویتاسیون می‌باشد. بنابراین استفاده از این روش در مسایل مرتبط با موضوع پژوهش پیشنهاد می‌شود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Application of Gene Expression Programming Approach to Estimate the Aeration Coefficient of Bottom Outlet Gates of Dams
چکیده انگلیسی مقاله Abstract Background and objectives: The use of storage dams plays a key role in the development of industry, agriculture and employment communities Bottom outlet tunnels are one of the most significant components of the reservoir dams which are used in flood evacuation and control. They consist of inlet duct, main conveyance tunnel and flow regulator structures including gates and valves. A major problem with bottom outlet gate of dams is cavitation which happens in the high flow discharge. This phenomenon would destroy the surface of structure. It has been demonstrated that flow aeration is an effective way to reduce the cavitation damages. In this regard, the flow aeration rate is an important discussion that must be noted. Since, in this paper aeration coefficient evaluation is assessed. Materials and methods: This study, is to estimate the aeration coefficient of bottom outlet gate of four dams (Alborz, Zhaveh, Gotvand Olia, Jareh) using Gene Expression Programming (GEP) approach. To achieve this aim, experimental data were used collecting from hydraulic structures laboratory of Tehran Water Research Institute to train and test the model. The aeration coefficient was influenced by compressed Froude number (Frc) and aerator area to gate area ratio (Aa/Ag). 30 chromosomes and 3 genes were chosen to GEP performance. The model ability was assessed by two statistical parameters of correlation coefficient (R2) and root of mean square error (RMSE). Results: The results show that GEP predicted the aeration coefficient of bottom outlet gates of dams with R2 of 0.803 and 0.639 and RMSE of 0.096 and 0.125 for training and testing stages, respectively. This model gave better results compared by regression equation with R2 of 0.718 and 0.402 and RMSE of 0.114 and 0.171 for training and testing parts, respectively. In the other words, the error of aeration coefficient prediction was decreased about 28% using GEP approach. Conclusion: The results show that GEP intelligence approach is an adequate model to predict aeration coefficient of bottom outlet gates of dams. Also, the results of traditional regression equations were improved using this method. In the other words, these results indicated that GEP is reliable to evaluate the aeration coefficient of bottom outlet gates of dams by more accurate estimation to prevent cavitation phenomenon. So, use of this way is suggested in future studies related to this topic. Conclusion: The results show that GEP intelligence approach is an adequate model to predict aeration coefficient of bottom outlet gates of dams. Also, the results of traditional regression equations were improved using this method. In the other words, these results indicated that GEP is reliable to evaluate the aeration coefficient of bottom outlet gates of dams by more accurate estimation to prevent cavitation phenomenon. So, use of this way is suggested in future studies related to this topic.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله صمد امامقلی زاده |
دانشگاه صنعتی شاهرود
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه صنعتی شاهرود (Shahrood university of technology)

راضیه کریمی دمنه | karimi demneh
دانشگاه صنعتی شاهرود
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه صنعتی شاهرود (Shahrood university of technology)

نشانی اینترنتی http://jwsc.gau.ac.ir/article_3591_37ce8e5356731d50ea51be13b18b228a.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1379/article-1379-414800.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات