使用GP,GEP和GMDH技术,导出石膏在水性电解质溶液中的溶解度的明确数学方程式
Mohammad Ebrahimi1, Omid Deymi2, Fahimeh Hadavimoghaddam3,4
1Department of Petroleum Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
这项研究开发了数学模型来预测工业过程中的石膏溶解度,为实验提供了更快的替代方案. 数据处理组方法 (GMDH) 模型在估计石膏尺度形成方面表现最好.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 矿产沉积积,特别是石膏 (CaSO4·2H2O),是工业设备的一个重大挑战.
- 预测模型提供了一个具有成本效益和高效的替代实验方法来识别扩展问题.
研究的目的:
- 开发强大的数学相关性来估计石膏在水性电解质溶液中的可溶性.
- 为了比较不同机器学习技术在预测石膏溶解度方面的性能.
主要方法:
- 在两个数据集 (2288个数据点) 上利用了基因编程 (GP),基因表达编程 (GEP) 和数据处理组方法 (GMDH).
- 输入变量包括温度,分子量和摩拉度 (mI,mII,mIII) 或离子强度 (I).
- 通过使用MAE,RMSE和R2.2等统计指标评估模型准确性.
主要成果:
- 使用分子度 (GMDH-1) 的GMDH模型表现出MAE=0.01095,RMSE=0.01482,R2=0.8508.8的优异性能.
- 使用离子强度 (GEP-2,GMDH-2) 的GEP和GMDH模型也显示出令人满意的预测能力.
- 开发的相关性与之前报告的模型有很好的一致性.
结论:
- 开发的GMDH-1模型为预测石膏溶解度提供了一个高度准确和可靠的方法.
- 这些智能模型可以帮助缓解化工和石油行业的石膏缩放问题.
- 该研究强调了GEP和GMDH技术在建模复杂的地球化学系统中的有效性.
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