پيش ‌بيني خرابي خطوط لوله آسيب ‎ديده با كمك شبيه ‌سازي اجزاء محدود برهمكنش سيال - سازه و شبكه عصبي

بروز شكست در خطوط لوله سبب خسارات زيادي از جمله آسيب به محيط‌ زيست و منابع طبيعي و تحميل هزينه‌هاي بالاي تعميرات مي‌گردد. لذا در اين پژوهش با بهره‌گيري از شبيه‌سازي اجزاء محدود پديده برهمكنش سيال- جامد بين سيال عبوري و لوله آسيب‌ ديده، توزيع تنش و خرابي در لوله آسيب‌ديده مورد بررسي شده است. با توجه به زمانبر بودن شبيه‌سازي برهمكنش سازه-سيال با روش اجزاء محدود، از يك شبكه عصبي مصنوعي نيز به ‌منظور پيش‌بيني رفتار خطوط لوله آسيب‌ ديده استفاده‌ شده تا بتواند با تغيير شرايط كاري يا آسيب لوله رفتار آن را پيش‌بيني نمايد. جهت آموزش اين شبكه عصبي مصنوعي از الگوريتم انتشار بازگشتي بهره گرفته شده است. به اين منظور، ابتدا بيشينه تنش‌ها در لوله معيوب براي مقادير مختلف سرعت سيال، اندازه، فاصله و عمق آسيب با روش اجزاء محدود محاسبه و به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده است. سپس از مقادير به دست آمده براي آموزش شبكه عصبي استفاده گرديده است. براي بدست آوردن ساختار بهينه شبكه عصبي و افزايش دقت آن، مقادير پارامترهاي طراحي با روش تاگوچي تعيين شده است. نتايج به‌ دست‌ آمده نشان دادند كه تركيب روش اجزا، محدود براي تحليل برهمكنش سازه-سيال و روش شبكه عصبي مصنوعي، ابزار مناسبي براي بررسي و پيش‌بيني شكست در لوله‌هاي معيوب است.