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使用随机行走和机器学习预测非均匀多孔介质中的溶质运移。 (英语) Zbl 07802825号

摘要:非均匀多孔介质中的溶质运移过程传统上是通过在具有代表性的基本体上使用升序方法对宏观性质进行参数化来研究的。因此,我们精确模拟精细尺度溶质运移的能力有限。在多物理框架中结合孔隙尺度的多重输运和几何观测可以加强对更大尺度上表现出来的输运机制的理解。在本文中,我们使用机器学习方法预测了三种砂岩几何形状(Castlegate、Bentheimer和砂岩充填)中的保守溶质运移,这三种几何形状涵盖了不同程度的非均质性。我们的方法基于随机森林(RF)算法,执行模拟传输预测,如溶质突破曲线。工作流中使用的RF算法是一种基于树的集成方法,它独立构建几个不同的决策树模型,然后通过组合各个树的输出来计算最终预测。我们将溶质到达时间和移动距离等观测值作为输入,利用砂岩中的随机行走粒子跟踪(RWPT)模拟训练预测模型。我们使用贝叶斯优化技术来选择控制RF模型结构的超参数值,以避免过拟合。我们的工作流程结果显示了对RWPT穿透曲线的准确RF预测,表明RF算法能够捕捉多孔介质的临界流动和传输特性。我们还检查了训练数据中对几何样本效应的敏感性,这可能会影响机器学习预测。所使用的RF算法能够在从松散颗粒到固结介质的真实岩石样品中提供准确的结果,突出了该模型推广多孔介质中溶质运移问题的能力。

理学硕士:

76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
76立方米 随机分析在流体力学问题中的应用
76M99型 流体力学基本方法
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统

软件:

青蒿素
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全文: 内政部

参考文献:

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