Predicción de saltos hidráulicos en una superficie triangular áspera utilizando modelado numérico y métodos de computación suave
Autores: Dasineh, Mehdi; Ghaderi, Amir; Bagherzadeh, Mohammad; Ahmadi, Mohammad; Kuriqi, Alban
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Predicción de saltos hidráulicos en una superficie triangular áspera utilizando modelado numérico y métodos de computación suave
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Saltos hidráulicos
Modelado CFD
Máquinas de Vectores de Soporte
Programación de Expresión Génica
Bosques Aleatorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga las características de saltos hidráulicos libres y sumergidos en la rugosidad del lecho triangular en varias relaciones (es decir, altura y distancia de la rugosidad) utilizando técnicas de modelado CFD. La precisión de los resultados del modelado numérico fue verificada y comparada utilizando métodos de inteligencia artificial, a saber, Máquinas de Vectores de Soporte (SVM), Programación de Expresión Génica (GEP) y Bosque Aleatorio (RF). Los resultados del modelo FLOW-3D y los datos experimentales mostraron que el valor medio general del error relativo es del 4.1%, lo que confirma la capacidad del modelo numérico para predecir las características de los saltos libres y sumergidos. El modelo SVM con un mínimo de Error Cuadrático Medio de la Raíz (RMSE) y un máximo coeficiente de correlación (), en comparación con los modelos GEP y RF en las fases de entrenamiento y pruebas para predecir la relación de profundidad secuente (/), la relación de profundidad sumergida (/), la relación de profundidad de aguas abajo (/), la relación de longitud de los saltos () y la disipación de energía (/), fue reconocido como el mejor modelo. Además, el mejor resultado para predecir la relación de longitud de los saltos libres ) en el gamma óptimo es = 10 y la relación de longitud de los saltos sumergidos ) es = 0.60. Según el análisis de sensibilidad, el tiene el mayor efecto en la predicción del (/) en comparación con los factores de sumersión () y /. Al omitir este parámetro, la precisión de la predicción se reduce significativamente. Finalmente, se presentaron relaciones con buenos coeficientes de correlación para los parámetros mencionados en los saltos libres y sumergidos basados en los resultados numéricos.
Descripción
Este estudio investiga las características de saltos hidráulicos libres y sumergidos en la rugosidad del lecho triangular en varias relaciones (es decir, altura y distancia de la rugosidad) utilizando técnicas de modelado CFD. La precisión de los resultados del modelado numérico fue verificada y comparada utilizando métodos de inteligencia artificial, a saber, Máquinas de Vectores de Soporte (SVM), Programación de Expresión Génica (GEP) y Bosque Aleatorio (RF). Los resultados del modelo FLOW-3D y los datos experimentales mostraron que el valor medio general del error relativo es del 4.1%, lo que confirma la capacidad del modelo numérico para predecir las características de los saltos libres y sumergidos. El modelo SVM con un mínimo de Error Cuadrático Medio de la Raíz (RMSE) y un máximo coeficiente de correlación (), en comparación con los modelos GEP y RF en las fases de entrenamiento y pruebas para predecir la relación de profundidad secuente (/), la relación de profundidad sumergida (/), la relación de profundidad de aguas abajo (/), la relación de longitud de los saltos () y la disipación de energía (/), fue reconocido como el mejor modelo. Además, el mejor resultado para predecir la relación de longitud de los saltos libres ) en el gamma óptimo es = 10 y la relación de longitud de los saltos sumergidos ) es = 0.60. Según el análisis de sensibilidad, el tiene el mayor efecto en la predicción del (/) en comparación con los factores de sumersión () y /. Al omitir este parámetro, la precisión de la predicción se reduce significativamente. Finalmente, se presentaron relaciones con buenos coeficientes de correlación para los parámetros mencionados en los saltos libres y sumergidos basados en los resultados numéricos.