Dự báo chiều dài nước nhảy, ứng suất đáy và tổn thất năng lượng bằng mô hình học máy cho nước nhảy ổn định, tự do trên nền nhám

Tóm tắt

Việc xác định hoặc dự đoán các đặc điểm của nước nhảy trên các nền nhám vẫn là một vấn đề phức tạp trong lĩnh vực kỹ thuật thủy lực. Mặc dù, các nghiên cứu mô phỏng số và thực nghiệm gần đây đã nâng cao hiểu biết về hiện tượng này, nhưng vẫn cần một phương pháp dự đoán hiệu quả và chính xác để thiết kế tối ưu các bể tiêu năng trong điều kiện dòng chảy lũ phức tạp. Nghiên cứu này đề xuất một phương pháp tiên tiến để dự đoán các thông số thủy lực chính của nước nhảy tự do và ổn định trên các nền nhám hình lăng trụ tam giác vuông, bao gồm chiều dài nước nhảy (L_j/y₁), ứng suất đáy (e) và tổn thất năng lượng (ΔE_L/E₁). Các kỹ thuật học máy, cụ thể là Hồi quy cây quyết định (Fine Tree) và Hồi quy vectơ hỗ trợ (SVR), đã được áp dụng để mô hình hóa các mối quan hệ phi tuyến tính giữa hình dạng nền thô và hành vi dòng chảy xiết đầu kênh. Kết quả nghiên cứu cho thấy các mô hình đạt được độ chính xác dự đoán cao (R² = 0,91 ¸ 0,99) với giá trị lỗi RMSE thấp, khẳng định khả năng mạnh mẽ của mô hình trong việc dự đoán các hiện tượng thủy lực phức tạp. Những phát hiện này chứng minh rằng trí tuệ nhân tạo (AI) có thể đóng vai trò là giải pháp thay thế đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí cho các thí nghiệm mô hình vật lý và mô phỏng số, cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để phân tích và tối ưu hóa hiệu suất thủy lực và hiệu quả tiêu tán năng lượng của nước nhảy trên nền nhám trong điều kiện thủy lực phức tạp.