• 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