مهندسی آبیاری و آب ایران، جلد ۵، شماره ۴، صفحات ۳۵-۵۰
عنوان فارسی اربرد مدلهای ناپارامتریک CART و M۵’ در محاسبه عمق آبشستگی اطراف پایههای پل
چکیده فارسی مقاله آبشستگی اطراف پایههای پل یکی از مهمترین زمینههای مطالعاتی علم هیدرولیک و مهندسی رودخانه به حساب میآید که دلیل این امر خسارات جانی و مالی است که در اثر شکست پل ممکن است حاصل شود. تاکنون معادلات متعددی در زمینه برآورد آبشستگی در اطراف پایههای پل ارائه شده است ولی با توجه به پیچیدگی این پدیده، روابط موجود نتوانستهاند عمق آبشستگی را با دقت مناسب شبیهسازی کنند. بر همین اساس در این تحقیق از دو مدل ناپارامتریک CART و M5’ استفاده گردید که دارای الگوریتم درختی بوده و فضای مساله را به شاخههای متعدد تقسیمبندی میکنند. نتیجه مدل درختی CART به ازای هر شاخه خاص یک کمیت عددی بوده، در حالی‌که مدل درختی M5’ معادلاتی را جهت تخمین عمق آبشستگی در شاخههای مختلف ارائه میدهد. در این تحقیق از عدد فرود مختلط ذره، ضریب شکل پایه و نسبت عمق جریان به عرض پایه به عنوان ورودی استفاده گردید که در هر دو مدل ضریب شکل پایه به عنوان اولین معیار تصمیمگیری انتخاب گردید که نشاندهنده اهمیت این پارامتر بر روی عمق آبشستگی بوده و با معادلات ارائه شده در این زمینه مطابقت دارد. نتایج تحلیلهای آماری بر روی مدلهای پیشنهادی و معادلات موجود نشان داد که مدلهای ناپارامتریک ارائه شده با دقت بهتری میتوانند عمق آبشستگی را محاسبه نمایند. از جمله تحلیلهای آماری مورد استفاده نسبت مقدار محاسباتی به مقدار واقعی بوده که نشاندهنده دقت بیش از 65% برای مدلهای درختی در مقایسه با دقت کمتر از 50% جهت معادلات سایر محققین میباشد. همین نتیجه در مورد مقایسه مقادیر RMSE و R2 نیز مشاهده گردید. در نهایت مدل M5’ با توجه به ساختار سادهتر نسبت به مدل CART به عنوان مدل مناسب جهت برآورد عمق آبشستگی در اطراف پایههای پل معرفی گردید. همچنین آنالیز حساسیت صورت گرفته بر روی مدل M5’ نشان داد که قطر پایه، عمق و سرعت جریان به ترتیب بیشترین تاثیر را بر روی عمق آبشستگی دارند.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آبشستگی پایه پل،آنالیز حساسیت،درخت تصمیمگیری،CART،M5’،
عنوان انگلیسی Nonparametric CART and M5’ Methods Application on Bridge Piers Scour Depth Computation
چکیده انگلیسی مقاله Bridge pier scouring is one of the most important fields in hydraulics and river engineering, especially due to loss of life and property caused by bridge failure. Many experimental equations have been previously proposed to evaluate bridge pier scouring, most of which could not accurately simulate scoring depth because of complexity of the phenomenon. The present study, in this regard, compares two nonparametric CART and M5’ models having tree-structure and dividing the problem space into several branches. CART model offers a scalar quantity for each branch while M5’ model could provide equations as a result of bridge scour for different branches. Mixture densimetric particle Froude number, pier shape factor and ratio of flow depth to pier width were taken into account as input parameters in this research. Pier shape factor has been chosen as the first decision variable in both models that reflects the importance of this parameter on scour depth, corresponded to previous equations from the literature. Statistical analysis on proposed models and previous equations indicated that the nonparametric models could predict scour depth around piers with more precision. Discrepancy ratio was one of the statistical tests used in this research, indicating more than 65% accuracy for the tree-based models against other equations having less than 50% accuracy. Same results were observed from other statistical tests such as RMSE and R2. Finally, in comparison with CART model, M5’ was recommended for estimating of scour depth according to its simple structure. Also based on sensitivity analysis on M5’ model, pier width, flow depth and velocity had the highest impact on scour depth, respectively.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله جواد ظهیری |
استادیار، گروه مهندسی آب دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان

نشانی اینترنتی http://www.waterjournal.ir/article_73790_196f77eee76c28fbc16571671dfdf610.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
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