گیگا داک
بانک دانلود فایل‌های کمک آموزشی
  2. مهندسی عمران
  3. پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی

پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی

تعداد صفحات: 140 فرمت فایل: word کد فایل: 2133
سال: 1387 مقطع: مشخص نشده دسته بندی: مهندسی عمران
قیمت قدیم:۳۵,۷۶۰ تومان
قیمت: ۲۹,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
کلمات کلیدی: اپی - تخمین آبشستگی - جت ریزشی - حفره  آبشستگی - سازه های آبی - سازه های هیدرولیکی - شبکه عصبی - شبکه های عصبی مصنوعی - فرسایش - کالورت
  • خلاصه
  • فهرست و منابع

  • خلاصه پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی

    پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc” 

     مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی  

    چکیده  

    جت های ریزشی در اثر عبور آب روی سازه های هیدرولیکی (سازه هایی چون سرریز وکالورت ) بوجود می آیند. محل برخورد جت با بستر به یک کاهنده انرژی جریان تبدیل شده و حفره آبشستگی شکل می گیرد. این پدیده باعث ناپایداری کل یا قسمتی از سازه می شود. فرآیند آبشستگی در خروجی کالورت به عوامل متعددی چون جنس خاک، دبی، شعاع هیدرولیکی، ارتفاع ریزش، عمق پایاب، شیب کالورت و مهمتر از همه زمان وابسته است. از این رو سعی شد از رابطه ای استفاده شود که اثر توأم پارامترهای فوق را نشان دهد.

     هر چند تحقیقات بسیاری در خصوص نقش پارامتر زمان در فرایند تشکیل حفره آبشستگی صورت گرفته، ولی در خصوص چگونگی تأثیر آن و اینکه تا چه حد در این فرایند مؤثر است، تا کنون نتایج قابل توجهی حاصل نشده است. در این تحقیق پارامترهای موثر بر ابعاد حفره آبشستگی در دو بخش کلی بررسی شده و جهت برآورد شبکه عصبی مناسبی برای ایجاد رابطه غیر خطی  که ابعاد آبشستگی را بر اساس پارامترهای مختلف هیدرولیکی ارائه شده است. برای ایجاد رابطه مناسب و طراحی شبکه عصبی از روش FF با الگوریتم آموزش BP استفاده شده است.   بخش اول ، پارامترها به صورت بعد دار و بی بعد  در شبکه عصبی در محیط MATLAB  مدل شده است. در حالت بی بعد روابط ارائه شده توسط شبکه عصبی با روابط مدل رگرسیونی بدست آمده، مقایسه گردید. در بخش بعدی روابط در دو حالت خاص (پارامترهای رابطه DOT  و  رابطه اصلاحیDOT توسط مهدوی زاده ) ارئه گردید. 

    نتایج نشان می دهد که رابطه مناسبی بین شبکه ترسیم شده و اطلاعات آزمایشگاهی برآورد شده وجود داشته و شبکه ارائه شده با تعداد نرونهای بالاتر در لایه پنهان در مرحله آموزش دارای دقتی در حدود  8-10 می باشد . مدلهای بی بعد دارای دقت بالاتری نسبت به مدل بعد دار هستند. همچنین مقایسه ای که بین روابط مدل شده  با شبکه عصبی و روابط مدل شده با رگرسیون غیر خطی صورت گرفت، دیده شد که شبکه عصبی از دقت قابل ملاحظه ای نسبت به مدل های تجربی رایج برخوردار است. همچنین مقایسه ای بین پارامترهای رابطه DOT و DOT  اصلاح شده  توسط مهدوی زاده صورت گرفت که به مراتب دقت در پارامترهای اصلاح شده بیشتر است. به طور کلی، بین تمام حالتهای مدل شده در شبکه عصبی، DOT اصلاحی دارای خطای کمتر و درجه همبستگی بیشتری می باشد .  

     در ادامه به بررسی اهمیت هر کدام از پارامترهای ورودی پرداخته شد. با حذف هر کدام از پارامترهای ورودی اثر هر کدام بر ابعاد حفره آبشستگی بررسی شده و در نهایت رابطه بدست آمده توسط شبکه عصبی ارائه گردیده است. 

     

    کلمات کلیدی: کالورت ،آبشستگی، شبکه عصبی، مدل بعد دار، مدل بی بعد ، رگرسیون غیر خطی 

    تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی

     

    مقدمه

    آبشستگی هرچند سابقه طولانی در علم هیدرولیک دارد ولی به علت دامنه وسیع متغیرها و  گستردگی پارامتر های موثر بر آن و شرایط گوناگون که در این پدیده وجود دارد ، تا کنون رابطه دقیقی که بتواند تخمین مناسبی از ابعاد حفره آبشستگی بدهد در دسترس نمی باشد ومطالعه در این مورد همچنان مورد توجه محققین این علم است. 

    پیش بینی ابعاد حفره آبشستگی  پائین دست سازه های کنترل یکی از مهمترین و مشکل ترین مراحل در طراحی فونداسیون این سازه ها است. طراحی بایستی با توجه به ابعاد حفره ایجاد شده بصورتی باشد که احتمال شکست و واژگونی سازه حداقل گردد. 

    جریان خروجی از سازه های هیدرولیکی اغلب به صورت جت می باشد که ممکن است در رودخانه ها و اطراف سازه های آنها به تغییرات زیاد پیرامون آنها منجر گردد و خسارت سازه ای و زیست محیطی قابل توجهی به همراه داشته باشد. اگر چه مطالعات متعددی در زمینه آبشستگی ناشی از جت ها انجام شده است و جتهای مختلف از قبیل جتهای افقی، عمودی و پرتابی مورد مطالعه وبررسی قرار گرفته است لیکن در هیچ کدام از موارد فوق روابط جامعی برای بررسی رفتار و خصوصیات کامل حفره آبشستگی ارائه نگردیده است  و بررسی کاملتر پارامترهای موثر بر این پدیده مستلزم ادامه مطالعات است.   

    شبکه های عصبی مصنوعی که امروزه در کاربردهای فراوانی ارزش والای خود را نشان داده اند، بر اساس مدل بیولوژیکی مغز انسان بوجود آمده اند که  ضمن اجرای فرآیند آموزش، قادرند که قوانین و روابط درونی بین داده های تجربی را کشف کرده و در موقعیتهای دیگر تعمیم دهند و لذا در این تحقیق ، ضمن استفاده از روشهای متداول در هیدرولیک از شبکه های عصبی مصنوعی نیز برای تحلیل اطلاعات موجود استفاده شده و صحت شبکه های تدوین شده با اتکا به شاخص های آماری موجود متداول سنجیده شده است. 

     

    مطالعات انجام شده در تحقیق در قالب شش فصل آورده شده است که به صورت اجمالی در زیر به آن اشاره شده است : 

    فصل اول :

    این فصل شامل مقدمه و هدف از تحقیق حاضر می باشد و اطلاعات کلی را در مورد پایان نامه بیان  می کند. 

    فصل دوم: 

    این فصل مروری بر مطالعات انجام شده می باشد که به بررسی پارامترهای مؤثر در فرآیند تشکیل حفره آبشستگی در پائین دست جت ریزشی بر اساس تحقیقات انجام شده پرداخته شده است. 

    فصل سوم: 

    در این فصل مبانی اساسی شبکه عصبی بیان شده و به نحوه مدل کردن شبکه عصبی در محیطMATLAB پرداخته شده است.  

    فصل چهارم: 

    در این فصل به نحوه مطالعات آزمایشگاهی که اطلاعات آن مورد استفاده قرار گرفته پرداخته شده وهمچنین فرمولهای تجربی و تحقیقات آزمایشگاهی که در این تحقیق استفاده شده ، ارائه گردیده  است. 

    فصل پنجم : 

    در این فصل به بررسی شبکه عصبی مصنوعی و کابرد آن در پیش بینی حفره آبشستگی ناشی از جت های ریزشی و تجزیه و تحلیل نتایج ناشی از آن پرداخته شده و همچنین روابط بدست آمده از شبکهعصبی ارئه گردیده است.  

     فصل ششم : 

    در این فصل به اختصار نتایج نهایی حاصل از انجام این تحقیق مطالعه انجام شده بیان شد ه و پیشنهاداتی در این زمینه در جهت ادامه کار ارائه شده است. 

     

    فصل اول 

    تعریف مسئله  و  

    هدف از انجام تحقیق 

     1-1- فرسایش و مفهوم آستانه حرکت : 

    فرسایش در حقیقت جا به جائی ذرات همراه جریان از محل استقرار اولیه آنها به مکان دیگری به علت شدت انرژی سیال می باشد. این جا به جائی ذرات بستر ناشی از دو گروه از نیروها بوده که گروه اول نیروهایی هستند که در مقابل حرکت ذره مقاومت کرده و مانع جدائی آن ذره می شوند و گروه دوم نیروهایی هستند که سعی در جدا کردن ذره از بستر داشته و می خواهند آن را همراه جریان حرکت دهند. 

    آبشستگی به طور عادی در کف رودخانه ها و دیواره های آنها رخ می دهد اما حالت بسیار بحرانی آن معمولاً پس از گذشتن جریان از اطراف ومحدوده یک سازه هیدرولیکی اتفاق می افتد. حرکت یک ذره موقعی شروع می شود که نیروهای اعمال شده توسط جریان یعنی نیروی کشسانی و بالابر که باعث جدا شدن ذره از بستر میشوند،  بر نیروهای مقاوم به علت وزن ذره غالب آمده که به آن (آستانه حرکت ذره) گفته می شود. نیروی بالابر ذکر شده به دو دلیل زیر ممکن است ایجاد شود:

    به خاطر تغییرات سرعت در نزدیکی کف کانال و ایجاد یک اختلاف فشار بین بالا و پائین ذره،  آن را از جا کنده و موجب حمت آن توسط سیال می شود.

    به علت وجود جریان آشفته (جریانهای متلاطم موضعی) ممکن است سیال،  ذره را نیز با خود حمل کند .اگر نیروی وزن و نیروی بالابر تقریبا مساوی باشند یک نیروی پیش بر کوچک قادر است تا ذره را از جای خود حرکت دهد .پس از جابجائی ذره نیروی بالابر کاهش یافته و نیروی پیش بر اضافه می شود(شفاعی بجستان،  1373).

    برای بدست آوردن روابط هیدرولیکی در زمان شروع حرکت ذره روش های متعددی ارائه شده که در زیر به برخی از آنها اشاره می شود:   

     

    الف – روش تنش برشی

    در روش اول وقتی که تنش برشی وارد بر ذرات بیشتر از تنشی برشی بحرانی باشد ذرات شروع به حرکت می کنند بعضی از روشهای ارائه شده دراین زمینه عبارتند از:

    دیاگرام شیلدز [1]

    دیاگرام گسلر1 (روش اصلاح شده شیلدز)

                                                    

    [2]3-تئوری وایت[3]   

    روش کالینسکی [4]

    روش تجربی لین و کارلسن [5] 

     

    دیاگرام شیلدز :

    شیلدز اولین کسی بود که مطالعات بنیادی برای یافتن رابطه ای در آستانه حرکت ذرات انجام داد.

    وی با نموداری که ارائه داد ابزاری جهت استفاده طراحان فراهم آورد تا نسبت به پایدرای کانالهای  خاکی و رودخانه ای اظهار نظر نمایند.

    دیاگرام گسلر  

    مطالعات گسلر در رابطه با شروع حرکت ذره نشان داد که خط نشان دهنده آستانه حرکت در دیاگرام شیلدز بخصوص برای حالت جریان کاملا متلاطم و بستر زبر باید مقداری اصلاح گردد.   

    تئوری وایت  

    وایت تنها نیرویی را که باعث غلتیدن ذره می شود،  نیروی رانش و نیروی مقاوم در مقابل حرکت رانیروی وزن اشباع ذره فرض کرد. 

    روش کالینسکی  

    نکته مهی که کالینسکی ابراز داشته،  این است که در نزیکی ذره،  تنش برشی متناسب است بامجذور سرعت در نزدیکی ذره است. 

    روش تجربی لین و کارلسن 

    لین بر اساس داده های صحرائی،  منحنی ای بدست آورد که این منحنی برای طراحی کانالهای خاکی پایدار بسیار با اهمیت است. مطابق مشاهدات لین،  تنش برش بحرانی برای آب زلال کمتر از مخلوطآب و رسوب ذره می باشد(شفاعی بجستان،  1373). 

                                                                                                                                            

    ب- روش سرعت بحرانی : 

    در این روش دانشمندان علم هیدرولیک رسوب به جای استفاده از تنش برشی،  سرعت جریان را به عنوان مهمترین فاکتور در فرموله کردن آستانه حرکت به کار برده اند .روابط ارائه  شده  عمدتاً  بر 

    مبنای تجزیه و تحلیل،  آنالیز ابعادی و استفاده از داده های تجربی بوده است (شفاعی بجستان 1373). 

     

    1-2- فرآیندهای آبشستگی : 

    وقتی که در اثر عبور جریان های با سطح آزاد ذرات تشکیل دهنده بستر تحت تأثیر برآیند نیروهایمؤثر هیدرولیکی از محل خود برداشته شده و در فاصله دورتری رسوب می کند،  گفته می شود کهفرسایش رخ داده است. آبشستگی یکی از موارد مهمی است که در زمینه علم هیدرولیک و هیدرولیک رسوب وجود دارد. مکانیسم این پدیده طوری است که قبل از آنکه سازه در اثر نیروهایمخرب سیل منهدم گردد در معرض خطرات ناشی از فرسایش اطراف پی خود قرار می گیرد. 

    با توجه به مکانیسم عمل آبشستگی در مکان های مختلف،  آن را به دو بخش تقسیم می کنند: 

    آبشستگی موضعی در اثر تنگ شدن مقطع [6]

    آبشستگی موضعی[7]  در اطراف سازه ها

    آبشستگی نوع اول در مکان هایی که سرعت جریان افزایش می یابد رخ می دهد،  مانند کاهش مقطع رودخانه در محل پل ها،  در این حالت افزایش سرعت سبب افزایش تنش در بستر و کنده شدنذرات بستر می شود. این عمل تا زمانی ادامه می یابد که سر انجام تنش بحرانی حرکت ذره کمترشده و ظرفیت حمل رسوب در مقطع برابر ظرفیت حمل رسوب در بالادست سازه گردد.  

    آبشستگی نوع دوم در اثر افزایش شدت تلاطم موضعی ناشی از تغییر شرایط جریان در پائین دستسازه های هیدرولیکی مانند حوضچه های آرامش،  سرریز آزاد،  باکت پرتابی،  کالورت و همچنین درمحل پایه های پل،  پیچ رود خانه ها و به طور کلی هر جا که شدت تلا طم بطور موضعی افزایش یابد به وجود می آید(نشریه شماره 136-ن، 1380).

    در اینجا،  آبشستگی نوع دوم مورد توجه قرار می گیرد.  

                                                    

    در ادامه بخشی از انواع مختلف آبشستگی موضعی مورد توجه قرار می گیرد. 

     

    1-2-1- آبشستگی در جلوی اپی ها 

    اپی [8] سازه های است در مجاری روباز نظیر کانال ها (و در جهت عرضی) برای حفاظت دیواره ها درمقابل فرسایش و یا انحراف و هدایت آب در جهت های مورد نظر ساخته می شود. نتیجه احداث اپی، تنگ تر شدن مقطع عبور جریان است و به همین دلیل شاهد فرسایش در نزدیکی رأس اپی در بستررودخانه می باشیم (نشریه شماره 136-ن، 1380).

     

    1-2-2- آبشستگی در  خروجی کالورت ها 

    چنانچه در مسیر آبرو یا خط القعری برای ایجاد راه از خاکریز استفاده شود،  برای انتقال آب از یکسوی خاکریز به سوی دیگر از سازه ای به نام کالورت استفاده می شود . کالورت ها در پائین تریننقطه خط القعر ساخته می شوند. اگرچه این سازه از نظر اجرائی ساده است اما طرح هیدرولیکی آن تا حدودی پیچیده بوده و تابع عوامل مختلفی است.  

    به دلیل سرعت نسبتا زیاد در خروجی کالورت ها،  در صورت عدم ایجاد پوشش حفاظتی مناسب ،  فرسایش ایجاد می شود(نشریه شماره 136-ن، 1380). 

     

    1-2-3- آبشستگی در پائین دست سازه های هیدرولیکی  کوتاه  

    جریان در ابنیه هیدرولیکی واقع بر مسیر رودخانه ها،  مانند سد های انحرافی،  سرریزها و غیره بهدلیل تنگ شدگی مقطع،  بر آمدگی در کف مقطع به صورت سریز لبه پهن و یا جریان از دریچه هادارای سرعت بیشتری می باشد. هرچند این سرعت زیاد،  مستقیما با کف رودخانه تماس نداشته وجریان بعد از عبور از مقطع کنترل، از روی دال بتنی عبور کرده و بعد از آن وارد بستر طبیعیرودخانه می شود. ولی پس از پایان بستر حفاظتی،  در پائین دست هر سازه آبی،  ممکن استفرسایش در بستر طبیعی رودخانه ایجاد شود. تحقیقات نشان می دهد عمق گودال آبشستگی با زمان تغییر می کند.  

    1-3-جت ها و سرریزهای نوع سقوط آزاد 

    جت ها در اثر عبور آب از زیر،  درون یا روی سازه های آبی به وجود می آیند. به طورکلی جت ذرات رسوب را بلند کرده و به پایین دست محل برخورد حمل می کنند. در نتیجه محل برخورد جت به یک کاهند انرژی جریان تبدیل شده و حفره آبشستگی شکلمی گیرد. اشکال متعدد جت ها شامل جت های برخوردی،  جت های مستغرق،  جت های افقی و قائم و جت های دو و سه بعدی می باشند. انواع مختلف از جت ها شامل جت های برخوردی که بر روی بستری فرسایش پذیر برخورد می کنند و جت های افقیکه مصالح بستر را بلافاصله در پایاب سازه می شویند ،  باعث ایجاد آبشستگی در پایین دست بناهای آبی می گردند. بعلاوه بین جت های حلقوی و مسطح و بین جت هایمستغرق و غیر مستغرق،  تفاوت بسیاری وجود دارد. واژه ی جت برخوردی به جت های آبی اتلاق می گردد که در اثر تخلیه آب از یک خروج ی واقع در بالای سطحی آزاد یاعب ور جری ان از درون مج رای س ازه ی آب ی، ب ا س طح آزادی برخ ورد کن د. ب ا اح داث س دی ب زرگ، تخلی ه گ اه ب ه گ اه آب ب ه پ ایین دس ت جه ت مص ارف مختل ف غی ر قاب ل اجتن اباس ت.تخلی ه آب ممک ن اس ت ب رای تولی د ان رژی ب رق آب ی ، ت امین آب کش اورزی ی ا تخلی ه س یل ه ای م ازاد ب ر ظرفی ت نگه داری مخ زن ص ورت گی رد.آب شس تگی در پ ایین دس ت جهت مصارف مختلف سازه های آبی به دلیل وقوع مکرری که در مهندسی دارند، زمینهی پر اهمیت برای پژوهش بوده اند (بیات،  1379). 

    (شکل 1-1) انواع  جت  ها  را به  همراه  حفره  آبشستگی  پایین  دست  آنها  نشان  میدهد. 

    (نمودار و تصاویر در فایل اصلی موجود است)

      

     Abstract

    The over fall jets are formed by passing the water over the hydraulic structures (such as spillway and culvert). The location where the jet encounter with the bed acts as an energy dissipater and scouring cavity will be formed. This phenomenon causes the whole or partially unstability of the structure. The scouring process at the outlet of culvert depends on many factors such as soil type, discharge, hydraulic radius, overflow height, tailwater depth, culvert slope and the most important factor is time.

    Therefore, the aim of this research is to apply a relation which includes the effect of all above parameters.

    Although many researches have been carried out about the role of the time parameter in scouring process but how and how much it can affect on this process is a question till now.

    In this study, the effective parameters on the size of scouring cavity are investigated in two sections and for making a nonlinear relation for scouring size, a suitable neural network was introduced.

    To make a suitable relation and design of neural network, the FF method and the BP training algorithm was used. In the first section, the parameters were modeled in the neural network in two cases: dimensional and dimensionless in the MATLAB program. For dimensionless case, the relations presented by the neural network were compared with those which were obtained from the regression model. In the next section, the relations were presented in two special cases (the parameters of DOT equation and the corrected DOT equation by Mahdavizadeh experimental data).

    The results shown that there is a proper relation between the designed network and the estimated laboratory data and also the proposed network with more neurons in hidden layer have the accuracy of about 10-8 at the training step. The dimensionless models are more accurate than the dimensional models. By comparing the relations which were modeled by the neural networks with those one that were modeled by the nonlinear regression, it was found that the neural network has considerable accuracy than the custom experimental models. Also the comparison between the DOT relation’s parameters and the corrected DOT ones by Mahdavizadeh showed that the corrected DOT has more accuracy. As a whole, among the all cases which are modeled by the neural network, the corrected DOT has less error and more correlation degree.

    In fact, the importance of each input parameters were investigated. By eliminating each input parameters, the effect of them on the scouring cavity size was investigated and at last the obtained relation by neural network.

     

    Key words: culvert, scouring neural network, dimensional model,  dimensionless model, nonlinear regression

  • فهرست و منابع پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی

    فهرست:

    فهرست

    چکیده ................................................................................................................................................................................. 1 مقدمه .................................................................................................................................................................................. 2 فصل اول : تعریف مسئله و هدف از انجام پایان نامه   

    1- 1-  فرسایش و مفهوم آستانه حرکت .............................................................................................................................. 4

    1- 2-  فرآیندهای آبشستگی ................................................................................................................................................ 6

    1- 2- 1-  آبشستگی در جلوی اپی ها .................................................................................................................................. 6

    1- 2- 2-  آبشستگی در  خروجی کالورت ها ....................................................................................................................... 7

    1- 2- 3-  آبشستگی در  پائین دست سازه های هیدرولیکی کوتاه ..................................................................................... 7

    1- 3- جت ها و سرریزهای نوع سقوط آزاد ......................................................................................................................... 7

    1- 4-  اهمیت آبشستگی در جت ریزشی ............................................................................................................................ 9

    1- 5-  اهداف تحقیق حاضر .............................................................................................................................................. 10  فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده  

    مقدمه ............................................................................................................................................................................... 11 2- 1- نتایج محققین قبلی ............................................................................................................................................... 11

    2- 1- 1- تاثیر عمق پایاب ................................................................................................................................................ 14

    2- 1- 2- تاثیر قطر ذره رسوب( d50)ودانه بندی آن .................................................................................................... 17

    2- 1- 3 تاثیر نوع خاک ..................................................................................................................................................... 18

    2- 1- 4-  تأثیر دبی یا سرعت جریان جت خروجی ......................................................................................................... 20

    2- 1- 5 تاثیر ارتفاع ریزش ............................................................................................................................................... 24

    2- 1- 6  تاثیر زاویه جت ................................................................................................................................................... 30

    2- 1- 7  تاثیر اختلاف چگالی ........................................................................................................................................... 32

    2- 1- 8-  تاثیر ابعاد و شکل جت ...................................................................................................................................... 32

    2- 1- 9-  تأثیر شیب کالورت ............................................................................................................................................ 37

    2- 1- 10 تاثیر هوای ورودی به جت در میزان آبشستگی ................................................................................................ 38

    2- 1- 11-  تا ثیر زمان بر میزان آبشستگی ...................................................................................................................... 39

    د

     

    2 2 تخمین آبشستگی بوسیله شبکه عصبی مصنوعی .................................................................................................41

    2 3 جمع بندی ............................................................................................................................................................. 45 فصل سوم : شبکه های عصبی مصنوعی و مبانی آن  

    مقدمه..............................................................................................................................................................................................46 3- 1-  شبکه های عصبی مصنوعی ....................................................................................................................................46

    3- 1- 1-  مزایا و محدودیت های شبکه های عصبی......................................................................................................... 47

    3- 1- 2-   مغز انسان ......................................................................................................................................................... 50

    3- 1- 3-  هوش مصنوعی وشبکه های عصبی ................................................................................................................... 51

    3- 1- 4-  اجزای یک شبکه عصبی ..................................................................................................................................... 52

    3- 1- 4- 1-  ورودی ها ....................................................................................................................................................... 52

    3- 1- 4- 2-  بردار وزن ....................................................................................................................................................... 53

    3- 1- 4- 3-  تابع جمع ...................................................................................................................................................... 53

    3- 1- 4- 4-  تابع تبدیل یا تحریک .................................................................................................................................... 53

    3- 1- 4- 5-  خروجی ......................................................................................................................................................... 55

    3- 1- 5-  معماری های شبکه ............................................................................................................................................56

    3- 1- 6-  فرآیند یادگیری  .............................................................................................................................................60

    3- 2-  وارد کردن ورودی ها در محیط MATLAB ......................................................................................................63

    3- 3-  مدیریت داده ها و  شبکه عصبی مورد نظر ............................................................................................................63

    3- 4-  ساختن شبکه جدید ...............................................................................................................................................64

    3- 4- 1 مشخص کردن نوع شبکه .....................................................................................................................................64

    3- 4- 2-  مشخص کردن تابع آموزش ................................................................................................................................ 66

    3- 4- 3-  مشخص کردن تابع یاد گیری ............................................................................................................................68

    3- 4- 4-  مشخص کردن تابع اجرا .....................................................................................................................................68

    3- 4- 5-  مشخص کردن تعداد لایه ها ..............................................................................................................................69

    3- 4- 6-  مشخص کردن تعداد نرونها ................................................................................................................................69

    3- 4- 7-  مشخص کردن توابع انتقال ................................................................................................................................69

    ه

    3 5 مقدار دهی اولیه توسط شبکه (Initializing Weight) ..................................................................................71

    3 6 شبیه سازی توسط شبکه (Simulate (Sim)) ................................................................................................. 71

    3 7 آموزش شبکه ......................................................................................................................................................... 72

    3 8 به روز کردن اطلاعات ............................................................................................................................................ 73

    3 9 بدست آوردن وزنها و بیاسهای جدید .................................................................................................................... 74 فصل چهارم : شرح مدلهای مورد بررسی 

    مقدمه ................................................................................................................................................................................ 75 4- 1-  مدل اول (پارامترهای بعددار) ................................................................................................................................. 75

    4- 2-   مدل دوم (پارامترهای بی بعد) .............................................................................................................................. 76

    4- 3-  مدل سوم (پارامترهای معادله DOT) ................................................................................................................... 76

    4- 3- 1-   هندسه حفره آبشستگی .................................................................................................................................... 78

    4- 3- 2-  زمان آبشستگی ................................................................................................................................................... 78

    4- 3- 3-  دیواره های اطراف ......................................................................................................... 79

    4- 3- 4-  ارتفاع سقوط ....................................................................................................................................................... 79

    4- 3- 5-  شیب ................................................................................................................................................................... 79

    4- 4-  مدل چهارم (معادله DOT که توسط مهدوی زاده ضرائب آن اصلاح شده) ....................................................... 80

    4- 4- 1-  تجهیزات و مشخصات مدل آزمایشگاهی ........................................................................................................... 81

    4- 4- 2- مشخصات تجهیزات آزمایشگاهی ....................................................................................................................... 81

    4- 4- 2- 1-  فلوم ............................................................................................................................................................... 81

    4- 4- 2- 2-  کالورتهای خروجی ......................................................................................................................................... 81

    4- 4- 2- 3-  روش اندازه گیری دبی در مقاطع مورد نظر ................................................................................................. 82

    4- 4- 2- 4-   دستگاه ژرفا سنج نقطه ای ........................................................................................................................... 82

    4- 4- 2- 5-   تعیین مدت زمان آزمایش ............................................................................................................................ 82

    4- 4- 2- 6-  مصالح مورد استفاده  در آزمایش .................................................................................................................. 83

    4- 4- 3-  شرایط هیدرولیکی جریان .................................................................................................................................. 83 فصل پنجم : مقایسه مدلهای مورد بررسی و ارائه روابط 

    مقدمه ................................................................................................................................................................................ 86 و

    5 1 مراحل تعیین شبکه بهینه جهت مدل کردن .........................................................................................................86

    5 2 پردازش اولیه داده ها ............................................................................................................................................... 87

    5 3 مشخصات شبکه ...................................................................................................................................................... 88

    5 4 شاخص های صحت سنجی .................................................................................................................................... 88

    5 5 تعداد نرونها لایه پنهان ........................................................................................................................................... 89

    5- 6-  مدل اول (پارامترهای بعد دار ) ............................................................................................................................... 91

    5- 6- 1-  ورودی های مسئله و محدوده داده ها ............................................................................................................... 91

    5- 6- 1- 1-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ...................................................................................................... 91

    5- 6- 1- 2-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ..................................................................................................... 93

    5- 6- 1- 3-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی.................................................................................................... 95

    5- 7-  مدل دوم (پارامترهای بی بعد) ............................................................................................................................... 97

    5- 7- 1-  ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن کل پارامترهای آنالیز شده ......................................... 97

    5- 7- 1- 1-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ...................................................................................................... 98

    5- 7- 1- 2-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ...................................................................................................... 99

    5- 7-1- 3-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 101

    5- 7- 2- ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن دبی و شعاع هیدرولیکی و زمان .............................. 102

    5- 7- 2- 1-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ................................................................................................... 103

    5- 7- 2- 2-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ................................................................................................... 103

    5- 7- 2- 3-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 104

    5- 7- 3-   ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن دبی،  شعاع هیدرولیکی،  ارتفاع ریزش و عمق پایاب105

    5- 7- 3- 1-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ................................................................................................... 105

    5- 7- 3- 2-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی .................................................................................................... 106

    5- 7- 3- 3-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 107

    5- 7- 4-  مدل رگرسیونی ............................................................................................................................................... 108

    5- 8-  مدل سوم (پارامترهای رابطه DOT) .................................................................................................................. 109 

    5- 8-  1-  ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن کل پارامترهای آنالیز شده ..................................... 109 

    5 8 2-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی .......................................................................................................110

    5 8 3-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ....................................................................................................... 111

    5 8 4-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ...................................................................................................... 113

    5 9 مدل چهارم (پارامترهای اصلاح شده  رابطه DOT توسط مهدوی زاده) .......................................................... 115

    5 9 1-  ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن کل پارامترهای آنالیز شده ...................................... 115

    5- 9- 1- 1-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی .................................................................................................... 116

    5- 9- 1- 2-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ................................................................................................... 118

    5- 9- 1- 3-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 120 فصل ششم : نتایج و پیشنهادات   

    مقدمه ............................................................................................................................................................................. 122 6- 1 نتایج ....................................................................................................................................................................... 122

    6- 1- 1-  ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ........................................................................................................ 126

    6- 1- 2-  ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ....................................................................................................... 127

    6- 1- 3-  ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ...................................................................................................... 128

    6- 2- پیشنهادات ............................................................................................................................................................ 129 منابع و ماخذ :

    فهرست منابع فارسی ...................................................................................................................................................... 130

    فهرست منابع لاتین ....................................................................................................................................................... 131 چکیده انگلیسی ...........................................................................................................................................

     

    منبع:

    آذر فرادبنه، اردشیر؛ اثر دانه بندی مصالح بر میزان آبشستگی پائین دست سرریزهای ریزشی آزاد ؛ پایان نامه دوره کارشناسی ارشد عمران، مهندسی آب، تهران : دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس1377.   

    بیات ، حبیب اﷲ ، اندر کنش سازه های ابی و فرسایشی ، دانشگاه صنعتی امیر کبیر،1379. 

    -پور ذاکر عربانی، سودابه، مفاهیم هوش مصنوعی، انتشارات ندای سبز شمال، 1385 

    تاج کریمی، درنا؛ تحلیل آبشستگی بستر ناشی از جت های ریزشی و کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در آن؛ پایان نامه دوره کارشناسی ارشد عمران، مهندسی آب، تهران : دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه  .تربیت مدرس،1377 . 

    شفاعی بجستان، محمود؛ هیدرولیک رسوب؛ انتشارات دانشگاه شهید چمران،1373 . 

    نجفی، جواد " آبشستگی پایین دست کالورت لوله ای" ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس ،دانشکده فنی و مهندسی،1380 .

     -شالکف، رابرت جی، شبکه های عصبی مصنوعی، ترجمه دکتر محمود جورابیان، انتشارات دانشگاه چمران اهواز، 1382. 

    مهدوی زاده، امیرحسین ؛ "مطالعات آزمایشگاهی آبشستگی در پائین دست جت ریزشی" ؛ پایان نامه دوره کارشناسی ارشد عمران، مهندسی سازه های هیدرولیکی، دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب 1386.   

    محبوبی، ابراهیم ؛ " اثر قطر مصالح بر میزان آبشستگی ناشی از جتهای ریزشی آزاد." پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علم وصنعت، دانشکده فنی و مهندسی، 1375.

     

    ‐Abida, H., Townsend, R.D. "Local scour downstream of box‐culvert outlets." Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol.117, No.3, PP. 425‐440, 1991.

     

    ‐Abt S.R., Kloberdanz R.L.& Mendoza ."Unified culvert scour Determination"Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 110, No.10,PP. 1363‐1367, 1984.

     

    ‐Abt,S.R., Ruff, J.F., Doehring, F.K., and Donnell, C.A. "Influence of culvert shape on outlet scour." Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 113,

    No. 3, PP. 393‐400, 1987.

     

    ‐Abt,S.R., Thompson, and T.M.lewis., Enhancment of the Culvert Out let Scour Estamtion, Transportation Research Record 1523, 1996.  

    ‐Aderibigbe, O. and Rajaratnam, N “Erosion of loose beds by ubmerged circular impinging vertical turbulent jets”. J of Hydraulic Research, IAHR,

    Vol. 34, No. 1, pp. 19‐ 33, 1996.

     

    ‐Amanian, N.A. " Scouring below a flip buket spillway " , Ph.D dissertation,

    Utah state University, logan, Uath.

     

    ‐Breusers, H.N.C. and Raudkivi, A.J. "Scouring. Hydraulic structures design manual, volume 2. ", Balkema, Rotterdam, 1991.  

    ‐Doehring, F., and Abt, S.R. "Drop height influence on outlet scour." Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol 120, No 12, PP.1470‐1476,

    .4991

     

    ‐ French ,  R. H. , “Open‐Channel Hydraulics” ,MC GroW‐HIL ,1985. 

    ‐Ghodsian, M. "Scour hole geometry downstream of a culvert." 13th APDIAHR Conference, Singapore, August, 2002.

     

    ‐Hydraulic in civil engineering,a,j.chadwick&j.c.morfett,department of civil engineering .

    ‐H.md.azmathullah,M.c.Deo,and P.b.Deolalikar,2005,Neural networks for estimation of scour downstream of a ski‐jump buket,ASCE,Vol.131,No,10,October.pp 898‐908.

     

    ‐Jorissen , R.E.,& J.K. Vrijiling, Local scour downstream of Hydraulic construction , Proceeding, 23 rd LAHR‐congress, Ottawa : B 433‐

    B440,1989.

     

    ‐ Kothyavi,V.C; Garde. R.J; Ranga Raju, K.G. “Live‐ bed scour around cylindrical bridge piers” Journal of Hydraulic Research, V30, No5, 1992,

    P701‐715.

     

    ‐Little, W.C., & Mayer, P.G., Stability of channel Beds by Armoring, ASCE, jour. Hydr. Di.v, Vol.102,No. Hy 11,Proc Paper 12519, Nov.,PP.1647‐1661, 1976.

     

    ‐ Mason,”free jet scour below dam and flip buchet” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 111, No. 2, PP.220‐235 ,1985.

     ‐ Mendoza, C, Headwall Inflence on scour at culvert outlet, M.S, Thesis,

    Colorado State University, Fort Collins, Colo,1980.

     

    ‐ Ojha, C.S.P "Outlet scour modeling for drop height influence." Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.125, No.1, PP. 83‐85, 1999.

     

     

    ‐Rajaratnam N. and Belatos S. "Plane turbulent impinging jets. "Journal of Hydraulic Research, Vol. 11, No. 1PP.29‐59, 1973.

     

    ‐ Rajaratnam, N. and Mazurek, K.A. "Erosion of a polystyrene bed by obliquely impinging circular turbulent air jets." Journal of Hydraulic Research, Vol.40, No.6, PP.709‐ 716, 2002.

     

    ‐ Robinson, A.R. “Model study of scour from cantilevered outlets”,Trans. American Society of Agricultural Engineering,143, 571‐576, 1971.

     

    ‐ Rouse H, Criteria or similarity in the transportation of the sediment, proc. Hydraulic Conf.Staf Univ.of Lowa, Lowa city, Lowa, bul.20.March,pp.33‐49, 1940.

     

    ‐ Ruff, J.R., Abt, S.R., Mendoza, C., Shaikh, A. and Kloberdanz, R. "Scour at culvert outlets in mixed bed materials." Colorado State Univ Engineering Research Center Report no. FHWA/RD‐82/011. Fort Collins Colorado. Sept 1982.

     

    ‐ Simons& f.senturk ,"Sediment transport technology,water and sediment dynamic",d.b. water resources publications, 897 pp.11992.

    ‐Stein, O.R. and Julien, P.Y. " Sediment concentration below free overfall." Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 120, No. 9, PP.1043‐1059

    ,1994.

     

    ‐Shaikh A, "Scour in gravel culvert out lets ", M.S. thsis. Coloardo state university . fort Collins.colo,1980.

     

    ‐mason,”free jet scour below dam and flip buchet”Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 111, No. 2, PP.220‐235 ,1985.

     

    ‐Whittaker J.G,Schleiss A, “Scour related to energy dissipators for high head structures”, Mitteilung VAW 73, 1984. 

پروپوزال در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , گزارش سمینار در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , تز دکترا در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , رساله در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , پایان نامه در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , تحقیق در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , مقاله در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , تحقیق دانشجویی در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , مقاله دانشجویی در مورد پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی , پروژه دانشجویی درباره پایان نامه تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی
مطالب مرتبط با این موضوع:
تعداد صفحه: ۲۲۲ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد "M.Sc" مهندسی عمران - سازه های هیدرولیک چکیده سازه های ریزشی آزاد به عنوان یکی از اقتصادی ترین روشهای استهلاک انرژی جریان ، در خروجی سازه های هیدرولیکی از اهمیت خاصی در مهندسی هیدرولیک برخوردار است اما همواره حفاظت بستر پایین دست و جلوگیری از فرسایش و وقوع آبشستگی بدلیل در معرض خطر قرارگرفتن پایداری سازه از مهمترین چالشهای بوده که محققین ...

تعداد صفحه: ۱۶۲ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ”M.Sc“ مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی چکیده : پیش بینی آبشستگی ناشی از سازه های هیدرولیکی یکی از مسائل مهم در علم هیدرولیک می باشد. تا کنون مطالعات متعددی در این زمینه انجام شده اما با توجه به پیچیدگی این مسئله بدلیل اثر توام آب و رسوب عرصه برای مطالعات در این زمینه بسیار زیاد است . در این تحقیق به بررسی پارامتر های مختلف چون ارتفاع ...

تعداد صفحه: ۱۷۳ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه کارشناسی ارشد عمران سازه های هیدرولیکی چکیده سیل ‌یکی‌از‌مهمترین ‌بلایای‌طبیعی‌است ‌که ‌زندگی‌انسان ‌را‌تحت ‌تاثیر‌قرار‌داده و‌خسارتهای‌اقتصادی‌قابل ‌توجهی‌ را‌در‌تمام ‌دنیا‌ایجاد‌می‌کند.‌براساس ‌مطالعه ‌ای‌که ‌انجام ‌شده ،‌٥٨%‌از‌کل ‌تلفات ‌ناشی‌از‌بلایای‌طبیعی‌و‌٣٣%‌از‌ خسارتهای‌اقتصادی‌مربوط ‌به ‌سیل ‌بوده ‌است .‌بخش ‌اصلی‌این ‌تلفات ‌و‌خسارتها‌در‌کشورهای‌در‌حال ...

تعداد صفحه: ۱۳۶ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد” M.sc “ مهندسی عمران -سازه های هیدرولیکی چکیده : پدیده آبشستگی یک جریان دو فاز ی شامل آب و رسوب م ی باشد که به روش نظر ی کمتر مورد برر سی و تحلیل قرار گرفته است و عموماً از مطالعات صحرایی یا آزمایشگاه ی برا ی شبیه سازی شرایط خاص استفاده شده است . درک و استنباط از فرایند های فیزیکی و مدل کردن حرکت آب و رسوب در رودخانه ها , مصب ها و سواحل ...

تعداد صفحه: ۱۷۱ دسته بندی: مهندسی عمران

چکیده : آبشستگی موضعی دراطراف پایه پل ها همواره به عنوان یک مشکل بویژه در زمان وقوع سیلاب ها در رودخانه ها مطرح بوده است . این پدیده باعث ایجاد یک حفره در مجاورت پایه پل شده و در صورت عدم طراحی مناسب با توسعه ی عمق این حفره و رسیدن آن به تراز پی پایه پل سازه پل در آستانه انهدام قرار می گیرد. انهدام سازه پل در هنگام وقوع جریان های سیلابی علاوه بر هزینه های مستقیم ، هزینه های غیر ...

تعداد صفحه: ۱۳۳ دسته بندی: مهندسی عمران

"M.SC پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد" مهندسی عمران -سازه های هیدرولیکی چکیده بررسی پایداری سدهای خاکی بالاخص ایستایی لرزه ای آنها از اهمیت خاصی برخوردار است .روشهای متعددی برای تعیین ضریب اطمینان پایداری سدهای خاکی وجود دارد. در این پایان نامه شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی مقادیر ضریب اطمینان و مشخصات سطح لغزش دایره ای بحرانی سدهای خاکی ناهمگن با درنظر گرفتن تأثیر ...

تعداد صفحه: ۱۳۱ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc” مهندسی عمران -سازه های هیدرولیکی چکیده: در سال هی اخیر با افزایش روند رو به رشد احداث سدهای بلند و بالارفتن استاندارد ایمنی سدها علاقه عمومی مهندسین هیدرولیک نسبت به طراحی یک سیستم استهلاک انرژی اقتصادی و مطمئن در پایانه مجاری اصلی تخلیه سیلاب سدهای بلند،افزایش یافته است .استفاده از جت های پرتابی آزاد در سازه های پرتاب کننده جامی ...

تعداد صفحه: ۹۹ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ”M.Sc“ مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی چکیده : آنالیز تراوش از میان سدهای خاکی اهمیت بسزایی دارد زیرا تراوش بیش از اندازه و خارج از معمول در سدها همواره می تواند باعث ناپایداری و خرابی آنها گردد. تاکنون تراوش با استفاده از مدلهای ریاضی و فیزیکی مختلفی پیش بینی شده است . در برخی از این مدل ها از فرضهایی برای ساده سازی ساخت معادلات ...

تعداد صفحه: ۱۳۸ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ”M.Sc“ مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی چکیده : یکی از مهمترین عوامل در شبکه های آبیاری که تأثیر تعیین کننده ای بر عملکرد هیدرولیکی کانال و سازه های وابسته دارد، وجود جریان های غیرماندگار است . وجود جریان های غیرماندگار باعث تغییرات دبی و عمق در زمان و مکان در سرتاسر شبکه و سازه های آبی موجود خواهد شد که تبعات گسترده هیدرولیکی در شبکه ...

تعداد صفحه: ۳۷۶ دسته بندی: مهندسی عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ”M.Sc“ مهندسی عمران - گرایش سازه های هیدرولیکی چکیده : شبیه سازی عددی هیدرولیکی - هندسی آبشستگی در پایه پل های بتنی (مطالعه موردی) آبشستگی موضعی دراطراف پایه پل ها همواره به عنوان یک مشکل بویژه در زمان وقوع سیلاب ها در رودخانه ها مطرح بوده است . این پدیده باعث ایجاد یک حفره در مجاورت پایه پل شده و در صورت عدم طراحی مناسب با توسعه ی عمق ...

ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت