Dergiler / Politeknik Dergisi / 2022 / Cilt: 25 - Sayı: 1

Venturi Kanalının Havalandırma Performansının Yapay Arı Kolonisi Programlaması ile Tahmin Edilmesi

Estimating The Aeration Performance Of Venturi-Conduit By Artificial Bee Colony Programming

Sayfa
389–398
Yayın Tarihi
2022-03-01
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

ABCP, her 2 veri kümesinde de, 0,99 R2 değeri ile test verisinde genetik programlama ve yapay sinir ağlarından daha iyi performans göstermiştir. 2 veri kümesinde sırasıyla 1,64 ve 2,66 RMSE değerleri ABCP'nin problem için uygun fonksiyonu üretme yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Su kalitesinin en önemli göstergelerinden biri sudaki çözünmüş oksijen konsantrasyonudur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Azalan oksijen konsantrasyonunun değerini artırmak için atmosferden transfer edilen oksijene havalandırma denir.
💡
Sonuç & Katkı:ABCP, her 2 veri kümesinde de, 0,99 R2 değeri ile test verisinde genetik programlama ve yapay sinir ağlarından daha iyi performans göstermiştir. 2 veri kümesinde sırasıyla 1,64 ve 2,66 RMSE değerleri ABCP'nin problem için uygun fonksiyonu üretme yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Havalandırma · Hava Enjeksiyonu · yapay arı kolonisi programlama

Özet

Su kalitesinin en önemli göstergelerinden biri sudaki çözünmüş oksijen konsantrasyonudur. Azalan oksijen konsantrasyonunun değerini artırmak için atmosferden transfer edilen oksijene havalandırma denir. Havalandırma için birçok hidrolik yapı kullanılır. Kapılı borular ve venturi, son yıllarda popüler hale gelen hidrolik yapılardır. Venturi boğaz kısmına ve boğaz kısmına yerleştirilmiş hava deliğine sahiptir. Venturi girişi ile boğaz kısmı arasında havalandırmayı sağlayan bir basınç farkı oluşur. Geçitli bir kanalda, kapı kısmen açıldığında, kapının yukarı ve aşağı akışları arasında basınç farkı oluşur. Hava, kapının akış aşağısında açılan bir havalandırma deliğinden akışa girer. Yeni bir havalandırma sistemi olan venturi-conduit olarak adlandırılan dairesel bir kanalın hava deliğine bir venturi yerleştirildi. Temel yapısı Yapay Arı Kolonisi algoritmasına dayanan Yapay Arı Kolonisi Programlama (ABCP) algoritması, sembolik regresyon problemi için önerilen bir otomatik programlama yöntemidir. Bu çalışmada, venturili kondüitlerin havalandırma performansını modelleyebilecek fonksiyonlar elde etmek için ABCP önerilmiştir. Daralma oranı farklı boyutlarda olan 2 venturili konduit üzerinde deneysel ölçülmüş veri ile eğitilen yöntemin sonuçları yapay sinir ağları ve genetik programlama ile karşılaştırılmıştır. ABCP, her 2 veri kümesinde de, 0,99 R2 değeri ile test verisinde genetik programlama ve yapay sinir ağlarından daha iyi performans göstermiştir. 2 veri kümesinde sırasıyla 1,64 ve 2,66 RMSE değerleri ABCP'nin problem için uygun fonksiyonu üretme yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.

Abstract

Oxygen concentration dissolved in water is an important parameter used to measure the quality of water. Increasing the concentration of oxygen by transferring oxygen from the atmosphere is named as aeration. Aeration can be performed with many hydraulic structures. Two of the structures that have become widespread in the field of hydraulics are gated conduit and venturi. Venturi has throat part and air hole located into throat part. A difference of pressure, which provides aeration occurs between the venturi inlet and the throat part. A pressure difference occurs between up and down flows of the door in a partially opened gated conduit. Air entrains into flow from an air vent that were drilled downstream of the gate. A venturi was placed on air hole of a circular conduit that as called venturi-conduit, a new aeration system. The basic steps of the Artificial Bee Colony Programming (ABCP) developed for the solution of the symbolic regression problem come from the Artificial Bee Colony (ABC). In this study, ABCP is proposed to obtain functions that can model the ventilation performance of conduits with venture-conduit. The results of the method trained with experimentally measured data on 2 ventures with different contraction ratios were compared with artificial neural networks and genetic programming. ABCP outperformed genetic programming and neural networks on test data with an R2 value of 0.99 in both datasets. The RMSE values of 1.64 and 2.66, respectively, in the 2 data sets indicate that ABCP is capable of generating the appropriate function for the problem.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZGER, Z. B., YAĞCI, A. E., UNSAL, M. (2022). Venturi Kanalının Havalandırma Performansının Yapay Arı Kolonisi Programlaması ile Tahmin Edilmesi. Politeknik Dergisi, Cilt: 25 - Sayı: 1, 389–398. https://ajindex.com/articles/422267

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (1)

  1. İlçin E. “Oxygen Transfer of Stepped Spillways”. M.S. Thesis, Firat University, Elazig, Institute of Science, (2005). [2] Baylar A. “Study On the Effect of Type Selection for Oxygen Transfer of Weir Aerator”, PhD Thesis, Firat University, Elazig, Institute of Science, (2002). [3] Kalinske A. A., Robertson J. M. “Closed Conduit Flow”, Transactions of the Symposium on Entrainment of Air in Flowing Water, 108 (1), 1435−1447, (1943). [4] Campbell F. B., Guyton B. “Air demand in gated outlet Works. Proceedings of the 5th Congress of the International Association of Hydraulic Research, Minneapolis, Minnesota, 529–533, (1953). [5] Sharma H. R. “Air-Entrainment In High Head Gated Conduits”, Journal of the Hydraulics Division, 102(11), 1629-1646, (1976). [6] Harshbarger E. D., Vigander S. and Hecker G. E. “Discussion Of Air-Entrainment In High Head Gated Conduits”, Journal of Hydraulic Division, 103(12), 1486– 1488, (1977). [7] Speerli J., Hager W. H. “Air−Water Flow In Bottom Outlets”, Canadian Journal of Civil Engineering, 27(3), 454– 462, (2000). [8] Ünsal M.,Baylar A., Tugal M., Özkan F. “Aeration Efficiency Of Free-Surface Conduit Flow Systems”, Environmental Technology, 30(14), 1539-1546, (2009). [9] Baylar A., Özkan F., Ünsal M. “Effect of Air Inlet Hole Diameter of Venturi Tube on Air Injection Rate”, KSCE Journal of Civil Engineering, 14 (4), 489-492, (2010). [10] Yağcı A. E., Ünsal M., Ercan B. “Investigation the Aeration Performance of a New Aerator: Venturi-Conduit”, FEB - Fresenius Environmental Bulletin, 29(2), 917-930, (2020). [11] Yücel P., Ünsal M. and Yağcı A. E. “Effect of Air Hole Diameter in Circular Conduits for Air Injection”, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 43(1), 561–567, (2018). [12] Karaboga D. “An Idea Based On Honey Bee Swarm For Numerical Optimization”, Technical report-tr06, Erciyes University, Engineering Faculty, Computer Engineering Department, 200, 1-10, (2005). [13] Rao H., Shi X., Rodrigue A. K., Feng J., Xia Y., Elhoseny M. and Gu L. “Feature Selection Based On Artificial Bee Colony And Gradient Boosting Decision Tree”, Applied Soft Computing, 74, 634-642, (2019). [14] Hajimirzaei B. and Navimipour N. J. “Intrusion Detection For Cloud Computing Using Neural Networks And Artificial Bee Colony Optimization Algorithm”, ICT Express, 5(1), 56-59, (2019). [15] Famila S., Jawahar A., Sariga A. and Shankar K. “Improved Artificial Bee Colony Optimization Based Clustering Algorithm F