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

اختصاصی از کوشا فایل تخمین آبشستگی در پائین دست جت ریزشی با استفاده از شبکه عصبی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

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 اصلاحی DOT  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 ۱۰ می باشد . مدلهای بی بعد دارای دقت بالاتری نسبت به مدل بعد دار هستند. همچنین – حدود ۸ 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.

چکیده ................................................................................................................................................................................. 1
مقدمه .................................................................................................................................................................................. 2
فصل اول : تعریف مسئله و هدف از انجام پایان نامه
-1 فرسایش و مفهوم آستانه حرکت .............................................................................................................................. 4 -1
-2 فرآیندهای آبشستگی ................................................................................................................................................ 6 -1
-1 آبشستگی در جلوی اپی ها .................................................................................................................................. 6 -2 -1
-2 آبشستگی در خروجی کالورت ها ....................................................................................................................... 7 -2 -1
-3 آبشستگی در پائین دست سازه های هیدرولیکی کوتاه ..................................................................................... 7 -2 -1
-3 جت ها و سرریزهای نوع سقوط آزاد ......................................................................................................................... 7 -1
-4 اهمیت آبشستگی در جت ریزشی ............................................................................................................................ 9 -1
-5 اهداف تحقیق حاضر .............................................................................................................................................. 10 -1
فصل دوم : مروری بر مطالعات انجام شده
مقدمه ............................................................................................................................................................................... 11
-1 نتایج محققین قبلی ............................................................................................................................................... 11 -2
-1 تاثیر عمق پایاب ................................................................................................................................................ 14 -1 -2
ودانه بندی آن .................................................................................................... 17 ( d -2 تاثیر قطر ذره رسوب( 50 -1 -2
3 تاثیر نوع خاک ..................................................................................................................................................... 18 -1 -2
-4 تأثیر دبی یا سرعت جریان جت خروجی ......................................................................................................... 20 -1 -2
5 تاثیر ارتفاع ریزش ............................................................................................................................................... 24 -1 -2
6 تاثیر زاویه جت ................................................................................................................................................... 30 -1 -2
7 تاثیر اختلاف چگالی ........................................................................................................................................... 32 -1 -2
-8 تاثیر ابعاد و شکل جت ...................................................................................................................................... 32 -1 -2
-9 تأثیر شیب کالورت ............................................................................................................................................ 37 -1 -2
10 تاثیر هوای ورودی به جت در میزان آبشستگی ................................................................................................ 38 -1 -2
-11 تا ثیر زمان بر میزان آبشستگی ...................................................................................................................... 39 -1 -2
ه
-2 تخمین آبشستگی بوسیله شبکه عصبی مصنوعی ................................................................................................. 41 -2
-3 جمع بندی ............................................................................................................................................................. 45 -2
فصل سوم : شبکه های عصبی مصنوعی و مبانی آن
مقدمه.............................................................................................................................................................................................. 46
-1 شبکه های عصبی مصنوعی .................................................................................................................................... 46 -3
-1 مزایا و محدودیت های شبکه های عصبی......................................................................................................... 47 -1 -3
-2 مغز انسان ......................................................................................................................................................... 50 -1 -3
-3 هوش مصنوعی وشبکه های عصبی ................................................................................................................... 51 -1 -3
-4 اجزای یک شبکة عصبی ..................................................................................................................................... 52 -1 -3
-1 ورودی ها ....................................................................................................................................................... 52 -4 -1 -3
-2 بردار وزن ....................................................................................................................................................... 53 -4 -1 -3
-3 تابع جمع ...................................................................................................................................................... 53 -4 -1 -3
-4 تابع تبدیل یا تحریک .................................................................................................................................... 53 -4 -1 -3
-5 خروجی ......................................................................................................................................................... 55 -4 -1 -3
-5 معماری های شبکه ............................................................................................................................................ 56 -1 -3
-6 فرآیند یادگیری ............................................................................................................................................. 60 -1 -3
63...................................................................................................... MATLAB -2 وارد کردن ورودی ها در محیط -3
-3 مدیریت داده ها و شبکه عصبی مورد نظر ............................................................................................................ 63 -3
-4 ساختن شبکه جدید ............................................................................................................................................... 64 -3
1 مشخص کردن نوع شبکه ..................................................................................................................................... 64 -4 -3
-2 مشخص کردن تابع آموزش ................................................................................................................................ 66 -4 -3
-3 مشخص کردن تابع یاد گیری ............................................................................................................................ 68 -4 -3
-4 مشخص کردن تابع اجرا ..................................................................................................................................... 68 -4 -3
-5 مشخص کردن تعداد لایه ها .............................................................................................................................. 69 -4 -3
-6 مشخص کردن تعداد نرونها ................................................................................................................................ 69 -4 -3
-7 مشخص کردن توابع انتقال ................................................................................................................................ 69 -4 -3
و
71 .................................................................................. (Initializing Weight) -5 مقدار دهی اولیه توسط شبکه -3
71 ................................................................................................. (Simulate (Sim)) -6 شبیه سازی توسط شبکه -3
-7 آموزش شبکه ......................................................................................................................................................... 72 -3
-8 به روز کردن اطلاعات ............................................................................................................................................ 73 -3
-9 بدست آوردن وزنها و بیاسهای جدید .................................................................................................................... 74 -3
فصل چهارم : شرح مدلهای مورد بررسی
مقدمه ................................................................................................................................................................................ 75
-1 مدل اول (پارامترهای بعددار) ................................................................................................................................. 75 -4
-2 مدل دوم (پارامترهای بی بعد) .............................................................................................................................. 76 -4
76 ................................................................................................................... (DOT -3 مدل سوم (پارامترهای معادله -4
-1 هندسه حفره آبشستگی .................................................................................................................................... 78 -3 -4
-2 زمان آبشستگی ................................................................................................................................................... 78 -3 -4
-3 دیواره های اطراف ......................................................................................................... 79 -3 -4
-4 ارتفاع سقوط ....................................................................................................................................................... 79 -3 -4
-5 شیب ................................................................................................................................................................... 79 -3 -4
که توسط مهدوی زاده ضرائب آن اصلاح شده) ....................................................... 80 DOT -4 مدل چهارم (معادله -4
-1 تجهیزات و مشخصات مدل آزمایشگاهی ........................................................................................................... 81 -4 -4
-2 مشخصات تجهیزات آزمایشگاهی ....................................................................................................................... 81 -4 -4
-1 فلوم ............................................................................................................................................................... 81 -2 -4 -4
-2 کالورتهای خروجی ......................................................................................................................................... 81 -2 -4 -4
-3 روش اندازه گیری دبی در مقاطع مورد نظر ................................................................................................. 82 -2 -4 -4
-4 دستگاه ژرفا سنج نقطه ای ........................................................................................................................... 82 -2 -4 -4
-5 تعیین مدت زمان آزمایش ............................................................................................................................ 82 -2 -4 -4
-6 مصالح مورد استفاده در آزمایش .................................................................................................................. 83 -2 -4 -4
-3 شرایط هیدرولیکی جریان .................................................................................................................................. 83 -4 -4
فصل پنجم : مقایسه مدلهای مورد بررسی و ارائه روابط
مقدمه ................................................................................................................................................................................ 86
ز
-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
-1 ورودی های مسئله و محدوده داده ها ............................................................................................................... 91 -6 -5
-1 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ...................................................................................................... 91 -1 -6 -5
-2 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ..................................................................................................... 93 -1 -6 -5
-3 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی.................................................................................................... 95 -1 -6 -5
-7 مدل دوم (پارامترهای بی بعد) ............................................................................................................................... 97 -5
-1 ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن کل پارامترهای آنالیز شده ......................................... 97 -7 -5
-1 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ...................................................................................................... 98 -1 -7 -5
-2 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ...................................................................................................... 99 -1 -7 -5
-3 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 101 -1-7 -5
-2 ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن دبی و شعاع هیدرولیکی و زمان .............................. 102 -7 -5
-1 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ................................................................................................... 103 -2 -7 -5
-2 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ................................................................................................... 103 -2 -7 -5
-3 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 104 -2 -7 -5
-3 ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن دبی، شعاع هیدرولیکی، ارتفاع ریزش و عمق پایاب 105 -7 -5
-1 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ................................................................................................... 105 -3 -7 -5
-2 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی .................................................................................................... 106 -3 -7 -5
-3 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 107 -3 -7 -5
-4 مدل رگرسیونی ............................................................................................................................................... 108 -7 -5
109 .................................................................................................................. (DOT -8 مدل سوم (پارامترهای رابطه -5
-1 ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن کل پارامترهای آنالیز شده ..................................... 109 -8 -5
ح
-2 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ....................................................................................................... 110 -8 -5
-3 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ....................................................................................................... 111 -8 -5
-4 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ...................................................................................................... 113 -8 -5
توسط مهدوی زاده) .......................................................... 115 DOT -9 مدل چهارم (پارامترهای اصلاح شده رابطه -5
-1 ورودی های مسئله و محدوده داده ها با د رنظر گرفتن کل پارامترهای آنالیز شده ...................................... 115 -9 -5
-1 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی .................................................................................................... 116 -1 -9 -5
-2 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ................................................................................................... 118 -1 -9 -5
-3 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ................................................................................................. 120 -1 -9 -5
فصل ششم : نتایج و پیشنهادات
مقدمه ............................................................................................................................................................................. 122
1 نتایج ....................................................................................................................................................................... 122 -6
-1 ارائه رابطه جهت تخمین عمق آبشستگی ........................................................................................................ 126 -1 -6
-2 ارائه رابطه جهت تخمین طول آبشستگی ....................................................................................................... 127 -1 -6
-3 ارائه رابطه جهت تخمین عرض آبشستگی ...................................................................................................... 128 -1 -6
-2 پیشنهادات ............................................................................................................................................................ 129 -6
منابع و ماخذ :
فهرست منابع فارسی ...................................................................................................................................................... 130
فهرست منابع لاتین ....................................................................................................................................................... 131
چکیده انگلیسی .............................................................................................................................................................. 135