کاربرد درخت تصمیم M5P در تعیین بیشینه‌ی فشار منفی ایجاد شده در محل افزایش ناگهانی قطر لوله‌های حاوی جریان تحت فشار

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 2، دوره 7، شماره 21، مرداد و شهریور 1393، صفحه 13-26   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

محمدرضا بازرگان‌لاری^*

استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شرق

تاریخ دریافت: 22 شهریور 1393،  تاریخ پذیرش: 22 شهریور 1393 

چکیده

در جریان­های تحت فشار، استفاده از افزایش مقطع ناگهانی به عنوان یکی از گزینه‌های استهلاک کارمایه مطرح است. از آن‌جا که حباب­های ناشی از پدیده حباب‌زایی می‌تواند زیانهای سازه‌ای قابل توجهی در پی داشته باشند، براورد بیشینه‌ی فشار منفی در بازشدگی ناگهانی مورد توجه خاص قرار دارد. نوسانهای فشار، دامنه و شدت حباب‌زایی به مقدار بیشینه‌ی فشار منفی وابسته است. بنابراین براورد مقدار بیشینه‌ی فشار منفی در مرحله طراحی ضروری است. در این تحقیق، با تغییر هندسه و مشخصات جریان، بازشدگیهای ناگهانی پرشماری تولید و به کمک پویایی سیالات محاسباتی شبیه‌سازی شدند. نتایج حاصل از شبیه‌سازیهای عددی انطباق لازم را با مشاهدات آزمایشگاهی داشتند؛ بنابراین، شبیه عددی توانایی لازم را برای پیش‌بینی بیشینه‌ی فشار منفی دارد. در این مقاله، برای اولین بار، از روش داده کاوی M5P برای برقراری ارتباطی سریع، دقیق و کم هزینه بین مشخصات هندسی و مشخصات جریان در بازشدگی ناگهانی، و مقدار بیشینه‌ی فشار منفی استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که قوانین ساده‌ی مبتنی بر M5P می‌توانند به دقت مقدار بیشینه‌ی فشار منفی را براورد کنند.

کلیدواژه‌ها

بازشدگی ناگهانی؛ حباب‌زایی؛ درخت تصمیم M5P؛ فشار منفی؛ پویایی سیالات محاسباتی؛ استهلاک کارمایه

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the M5P Decision tree in Determination of the Maximum Negative Pressure Induced in the Sudden Expansion of the Pressurized Pipe Flow

نویسندگان [English]

m.r b

چکیده [English]

Sudden expansion can be used as energy dissipater in the pressurized pipe flows. As the induced cavitation bubbles will cause large structural damage, estimating the amount of maximum developed under-atmospheric pressure (MDUAP) in sudden expansions is of particular interest. Pressure fluctuations, domain and intensity of cavitation depend on the amount of MDUAP. Therefore, estimating the amount of MDUAP is a vital task in the design stage. To carry out this study, various sudden expansions were developed by changing the geometry and flow properties. The developed sudden expansions were modeled using the CFD modeling technique. The obtained CFD based results were successful in analyzing the experimental observations. Therefore, the simulation model is capable of predicting the MDUAP under different conditions. In this paper, the M5P data mining model is used for the first time for establishing a fast, accurate, and cost-effective linkage between the geometry and flow properties of a sudden expansion and the amount of MDUAP. The results show that the developed M5P based simple rules can accurately predict the amount of MDUAP.

کلیدواژه‌ها [English]

Sudden expansion, cavitation, M5P decision tree, under atmospheric pressure, CFD, energy dissipation