| توسعه و اعتبارسنجی همتای مجازی یک شبکه توزیع آب آزمایشگاهی برای تحلیل‌های هیدرولیکی و کیفی |
| کد مقاله : 1490-IWWA |
| نویسندگان |
|
علیرضا صداقتی1، سامان اسپهبدی نیا2، زاهد مظفری نیاپور1، محمد شاه‌سوندی3، جعفر یزدی * 1دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه شهید بهشتی 2دانشجوی دکتری دانشگاه شهید بهشتی 3دانش آموخته دانشگاه شهید بهشتی |
| چکیده مقاله |
| اطمینان از دقت مدل‌های محاسباتی شبکه‌های توزیع آب برای مدیریت کیفی و هیدرولیکی حیاتی است. این پژوهش، فرآیند جامع طراحی، ساخت و اعتبارسنجی یک مدل آزمایشگاهی پیچیده شبکه توزیع آب و همتای مجازی محاسباتی آن را ارائه می‌دهد. ابتدا، یک مدل فیزیکی با توپولوژی پیچیده (شامل ۹۳ گره، ۱۳۱ لوله، ۱ پمپ و ۲ شیر کنترل) ساخته شد. سپس، یک مدل EPANET متناظر جهت شبیه‌سازی رفتار سیستم ایجاد گردید. برای اطمینان از تطابق کامل مدل محاسباتی با واقعیت فیزیکی، یک متدولوژی کالیبراسیون هیدرولیکی پیشرفته مبتنی بر الگوریتم ژنتیک اجرا شد. این فرآیند، ۱۷ متغیر تصمیم (شامل ضریب زبری هیزن-ویلیامز و ضرایب تلفات جزئی تفکیک‌شده برای اتصالات زانویی و سه‌راهی) را بر اساس ۱۰ سناریوی آزمایشگاهی بهینه کرد. تابع هدف مورد استفاده، مجموع وزنی نرمال‌شده مربعات خطا بود تا خطاهای فشار و دبی به طور عادلانه ارزیابی شوند. نتایج کالیبراسیون، دقت بسیار بالای مدل را با خطای RMSE فشار 027/0 متر و دبی 932/0 لیتر بر دقیقه نشان داد. پارامترهای فیزیکی یافت‌شده، مانند ضریب زبری هیزن ویلیامز، که برابر با 72/151 شد، مطابقت کاملی با ماهیت لوله‌های پلی‌اتیلن سیستم داشتند. در نهایت، مدل کالیبره‌شده از طریق یک سناریوی مستقل تزریق آلاینده (نمک طعام) مورد اعتبارسنجی کیفی قرار گرفت. همپوشانی منحنی‌های غلظت واقعی و شبیه‌سازی‌شده، صحت دینامیکی مدل را اثبات کرد. این همتای مجازی معتبر، بستری قابل اتکا برای تحقیقات آتی در زمینه تحلیل سناریوهای کیفی و توسعه الگوریتم‌های شناسایی منبع آلودگی فراهم می‌آورد. |
| کلیدواژه ها |
| واژه‌های کلیدی فارسی: کالیبراسیون هیدرولیکی، شبکه توزیع آب، همتای مجازی، الگوریتم ژنتیک، مدل آزمایشگاهی، اعتبارسنجی کیفی. |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
