برآورد توزيع سرعت در كانال هاي مركب فاضلاب روتنگ با استفاده ازتئوري آنتروپي

Estimating the Velocity Distribution in Narrow Combined Sewers using Entropy Theory

برآورد توزيع سرعت جريان از مباحث مهم در هيدروليك جريان كانال‌هاي روباز، فاضلاب‌روها، و رودخانه­ هاست. وجود پديدۀ سرعت حداكثر زير سطح آب (پديدۀ ديپ)، برآورد توزيع سرعت را در جريان­هاي روباز با پيچيدگي­ هايي مواجه مي­كند. در اين مقاله توزيع سرعت در كانال­هاي مركب فاضلاب‌رو تنگ، با استفاده از تئوري آنتروپيبرآورد و تأثير توابع توزيع تجمعي مختلف بر منحني‌هاي توزيع سرعت بررسي شده است. مقايسۀ نتايج دو تابع آنتروپي چيو و ماريني در برآورد توزيع سرعت و تخمين پارامترها نشان مي­دهد كه مدل پيشنهادي دقت بالاتري ارائه داده است. همچنين، مقايسۀ داده­هاي ميداني تحقيقات گذشته با نتايج مدل پيشنهادي نشان مي­دهد كه مدل پيشنهادي در ترازها و مقاطع عرضي مختلف تطابق مناسبي با داده­هاي ميداني دارد. نتايج بررسي­ها بيانگر دقت قابل قبول مدل پيشنهادي در برآورد توزيع سرعت (R2 برابر 86/0، خطاي نسبي برابر 11 درصد، RMSE برابر 0758/0، و MAPE برابر 84/7 درصد) است. همچنين، مقايسۀ اين مدل با مدل توزيع سرعت چيو نشان مي­دهد كه مدل پيشنهادي علاوه بر اينكه نسبت به مدل­هاي موجود ساده­تراست، محدوديت‌هاي مدل‌هاي پيشين را ندارد و عملكرد بهتري نيز نشان مي­دهد.

Estimation of flow velocity distribution is considered to be one of the main issues in the open channels, sewers, and rivers. Occurrence of the maximum velocity phenomenon below free surface (Dip phenomenon), is cause of concern and complexity for estimation of the velocity distribution in open channel flows. In this paper, the velocity distribution in the narrow sewer combined channels was estimated using the entropy theory, and the impact of different cumulative distribution functions on the velocity distribution has been investigated. Accuracy evaluation of Marini and Chiu entropy functions in the estimation of the velocity distribution and parameters suggested that a new model with higher accuracy can be proposed in order to optimizethe velocity estimation in these types of channels. Also, the comparison between field data of former studies and the result of proposed model indicated that the proposed model is in accordance with field data in the different levels and depths of channel. The results also showed acceptable accuracy of the proposed model in the velocity distribution estimation (R2=0.86, relative error = 11%, MAPE = 7.84% and RMSE = 0.0758). Further, comparison of proposed model and Chiu velocity distribution model shows that the proposed model has better performance in spite of more simplicities than other existing models.