نشریه علمی فرآیند نو

نشریه علمی فرآیند نو

پیش‌بینی دقیق ظرفیت گرمایی ویژه پلیمرها با بهره‌گیری از تکنیک‌های نوین یادگیری ماشین

نوع مقاله : ترویجی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر واحد ماهشهر
2 مناطق نفت خیز جنوب
چکیده
این پژوهش به پیش‌بینی گرمای ویژه پلیمرها با استفاده از داده‌های تجربی و الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌پردازد. مجموعه‌ای از داده‌های آزمایشگاهی شامل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پلیمرها به‌عنوان ورودی برای مدل‌های مختلف نظیر رگرسیون خطی، ستیغی، لاسو، الاستیک نت، نزدیک‌ترین همسایگی ، شبکه عصبی مصنوعی و درخت تصمیم به‌کار گرفته شد. عملکرد این مدل‌ها با معیارهای میانگین مربع خطا و ضریب رگرسیون ارزیابی گردید. نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های لاسو و الاستیک نت بهترین تعادل را بین دقت و قابلیت تعمیم به داده‌های جدید ارائه می‌دهند. به‌طور خاص، مدل لاسو با میانگین مربع خطا معادل 728.77 و ضریب رگرسیون برابر 0.95 و مدل الاستیک نت با میانگین مربع خطا برابر 604.34 و ضریب رگرسیون برابر 0.95 ارزیابی شدند. این مطالعه تأکید می‌کند که استفاده از تکنیک‌های منظم‌سازی می‌تواند دقت و پایداری پیش‌بینی خواص گرمایی پلیمرها را به‌طور قابل توجهی افزایش دهد و در هزینه و زمان آزمایش‌های تجربی صرفه‌جویی نماید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Accurate Prediction of Polymer Specific Heat Capacity Using Advanced Machine Learning Techniques

نویسندگان English

Zeynab Torabi 1
Elnaz Farzinfar 1
Fatemeh Sepahvand 1
Mohadeseh Sarlak 1
1 Amirkabir University of Technology, Mahshahr Campus, Mahshahr, Iran.
چکیده English

This study focuses on predicting the specific heat of polymers using experimental data and machine learning algorithms. A comprehensive dataset comprising physical and chemical properties of polymers was utilized as input for various models, including linear regression, Ridge, Lasso, ElasticNet, K-nearest neighbors, artificial neural networks, and decision trees. The performance of these models was evaluated using mean squared error (MSE) and R-squared (R²) metrics. The results indicate that the Lasso and ElasticNet models provide the best balance between accuracy and generalization to new data. Specifically, the Lasso model achieved an MSE of 728.77 and an R² of 0.95, while the ElasticNet model recorded an MSE of 604.34 and an R² of 0.95. This study emphasizes that employing regularization techniques and ensemble models can significantly enhance the accuracy and stability of predictions for the thermal properties of polymers, leading to substantial savings in both time and costs associated with experimental testing.

کلیدواژه‌ها English

Thermal property
Machine learning
Intelligent algorithms
Specific heat
Polymers

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 تیر 1405