-
شماره ركورد
33653
-
پديد آورنده
سيد اميرحسين زاهدي قدوسي
-
عنوان
ساخت غشا مناسب از طريق فرايند يادگيري ماشين به منظور استفاده در فرايند-هاي اسمز مستقيم
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
1403/11/30
-
استاد راهنما
تورج محمدي
-
استاد مشاور
عباس اكبر زاده
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
فرآيند اسمز مستقيم بهعنوانيك فناوري نوين در تصفيه آب و بازيافت فاضلاب، توجه بسياري از پژوهشگران را به خود جلب كرده است. بهينهسازي ساختار غشا در اين فرآيند نقش كليدي در افزايش بهرهوري و كاهش هزينههاي عملياتي دارد. ازاينرو، پژوهش حاضر باهدف توسعه مدل¬هاي مبتني بر يادگيري ماشين جهت پيشبيني شار آب و همچنين شار معكوس نمك عبوري از غشاهاي مبتني بر سلولز استات/سلولزتري¬استات انجام شد. در اين مطالعه، مدل-هاي پرسپترون چندلايه، ماشين بردار پشتيبان و جنگل تصادفي تحت فرايند آموزش قرار گرفتند. پارامترهاي مختلف سنتز غشا اعم از تركيب درصد اجزاي محلول ريخته¬گري، شرايط حمام انعقاد حين وارونگي فاز و شرايط عملياتي مختلف، در قالب 26 ويژگي به عنوان وررودي¬هاي مستقل براي آموزش مدل¬ها درنظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه مدل¬هاي پرسپترون چندلايه متشكل از دولايه پنهان، با الگوريتم آموزش منظم¬سازي بيزين و تابع فعالسازي تانژانت-سيگموئيدي عملكرد فوق¬العاده¬اي (ضريب تعيين بيش از 99/0) در برازش داده¬هاي تجربي متناظر با شار آب و شار معكوس نمك، در مقايسه با ساير مدل¬ها دارد. در ادامه بررسي اثر برخي از پارامترها بر شار آب و همچنين شار معكوس نمك با استفاده از مدل بهينه انجام شد. براي شناسايي بهترين شرايط سنتز غشا و شرايط عملياتي بهينه، بهينه-سازي به روش الگوريتم ژنتيك با هدف دستيابي به بيشينه¬ شار آب و كمينه¬ شار معكوس نمك انجام شد. همگرايي بهينهسازي پس از 70 تكرار، به يك شرايط بهينه با مقدار شار آب حدود (L/(m^2 h)) 08/72 و شار معكوس نمك برابر با (g/(m^2 h)) 58/6 منجر شد. اين يافتهها بر پتانسيل چارچوبهاي تركيبي يادگيري ماشين-بهينهسازي براي تسريع طراحي غشاهاي اسمزمستقيم از طريق تعديل كمي بين نفوذپذيري و انتخابپذيري تأكيد ميكنند.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1404/06/29
-
عنوان به انگليسي
Creating Suitable Membrane Through Machine Learning Method for Use in Forward Osmosis Process
-
تاريخ بهره برداري
2/19/2026 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سيداميرحسين زاهدي قدوسي
-
چكيده به لاتين
The forward osmosis (FO) process has gained significant attention as an emerging technology for water purification and wastewater recovery. Optimizing the membranes used in this process plays a key role in enhancing efficiency and reducing operational costs. Therefore, this study aims to develop a machine learning-based model to predict water flux and reverse salt flux across cellulose acetate/cellulose triacetate membranes. To do so, several machine learning algorithms including multilayer perceptron (MLP), support vector machine (SVM), and random forest (RF) models were trained utilizing experimental datasets gathered from relevant literatures. Various membrane synthesis parameters, including the composition of casting solution, coagulation bath conditions during phase inversion, and various operatiing conditions, were considered as 26 independent input features for training the mentioned models. As a result, the MLP models with two hidden layers, Bayesian regularization algorithm as training function, and the tangent-sigmoid activation function, performed exceptionally well (R2> 0.99) in fitting the experimental data corresponding with water flux and reverse solute flux. Subsequently, the effect of some parameters on water flux and reverse salt flux was investigated using the resulting MLP architectures as the optimal model. To identify the best trade-off, the optimal MLP models were further introduced to genetic algorithm optimization technique. The optimization convergence after 70 iterations yielded an optimal condition with Jw ≈ 7.08 L.m-2.h-1 and Js ≈ 6.28 g.m-2.h-1. These findings highlight the potential of hybrid machine learning–optimization frameworks to accelerate the FO membrane design by quantitatively balancing permeability and selectivity.
-
كليدواژه هاي فارسي
اسمز مستقيم , يادگيري ماشين , غشا سلولز استات , الگوريتم ژنتيك
-
كليدواژه هاي لاتين
forward osmosis , Cellulose acetate membrane , machine learning , genetic algorithm
-
Author
seyed amirhossein zahedi ghoddoosi
-
SuperVisor
toraj mohammadi
-
لينک به اين مدرک :