وثيقة

Predictive modeling of Co2 and brine interfacial tension using machine learning techniques.

المصدر
Master's thesis
عناوين أخرى
نموذج تنبؤي للتوتر السطحي بين ثاني أكسيد الكربون والماء المالح باستخدام تقنيات تعلم الآلة
الدولة
Oman
مكان النشر
Muscat
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2024
اللغة
الأنجليزية
نوع الرسالة الجامعية
Master's thesis
الملخص الإنجليزي
This thesis focuses on the development of a predictive model for the interfacial tension (IFT) between carbon dioxide (CO2) and brine using advanced machine learning techniques. Accurate prediction of IFT is crucial for optimizing processes in carbon capture and storage (CCS) and enhanced oil recovery (EOR), both of which are vital for energy production and environmental management. Traditional experimental methods to measure IFT, while precise, are often expensive and time-consuming. This research aims to create a robust and efficient regression model to predict IFT, thereby reducing the reliance on extensive experimental procedures. Utilizing data from extensive literature reviews and experimental studies, this thesis develops and compares several machine learning models including Linear Regression, Multi-Layer Perceptron (MLP), Decision Tree Regressor, and K-Nearest Neighbors (KNN). The models are developed using data that includes various temperatures, pressures, salinity levels, and types of salts. Their performance is assessed using metrics like the coefficient of determination (R²) and Mean Absolute Error (MAE), with repeated K-fold cross-validation applied to ensure the models are robust and can generalize well. The results indicate that machine learning models, particularly the Decision Tree Regressor and Multi-Layer Perceptron (MLP), offer high predictive accuracy for CO2 and brine IFT across varied conditions. This thesis also includes a comparative analysis of the best-performing models against existing empirical correlations and experimental data, demonstrating significant improvements in prediction accuracy. By integrating machine learning techniques with traditional experimental data, this research contributes to the field of fluid dynamics, offering a cost-effective and reliable method for predicting IFT.
الملخص العربي
تركز هذه الرسالة على تطوير نموذج تنبؤي للتوتر السطحي )IFT )بين ثاني أكسيد الكربون )2CO )والماء المالح باستخدام تقنيات تعلم الآلة المتقدمة. يُعد التنبؤ الدقيق بالتوتر السطحي أمًرا حيويًا لتحسين عمليات احتجاز الكربون وتخزينه )CCS )والاستخالص المحسن للنفط )EOR)، وكالهما ضروري إلنتاج الطاقة وإدارة البيئة. تُعد الطرق . تهدف هذه الدراسة التجريبية التقليدية لقياس التوتر السطحي دقيقة لكنها غالبًا ما تكون مكلفة وتستغرق وقتًا طويالً إلى إنشاء نموذج انحدار قوي وفعال للتنبؤ بالتوتر السطحي، وبالتالي تقليل الاعتماد على الاجراءات التجريبية المكثفة. باستخدام البيانات المستمدة من مراجعات الادبيات الشاملة والدراسات التجريبية، تطور هذه الرسالة وتقارن بين عدة نماذج تعلم آلي بما في ذلك Regression Linear، و(MLP (Perceptron Layer-Multi، و Tree Decision Regressor، و (KNN (Neighbors Nearest-K. تم تدريب النماذج باستخدام بيانات تغطي مجموعة من درجات الحرارة والضغوط والمحتويات الملحية وأنواع الأملاح تم تقييم أداء هذه النماذج من خلال مقاييس مثل معامل التحديد )²R )ومتوسط الخطأ المطلق )MAE)، مع استخدام التحقق المتقاطع المتكرر لضمان المتانة والقابلية للتعميم. تشير النتائج إلى أن نماذج تعلم الآلة، وخصو ًصا Regressor Tree Decision ، و Perceptron Layer-Multi (MLP(، توفر دقة تنبؤية عالية للتوتر السطحي بين ثاني أكسيد الكربون والماء المالح في ظل ظروف متنوعة. ًء مقابل التوافقات التجريبية والبيانات التجريبية الموجودة، ًال مقارنًا للنم تتضمن هذه الرسالة أي ًضا تحلي اذج الافضل أدا مما يظهر تحسينات كبيرة في دقة التنبؤ. من خلال دمج تقنيات تعلم الآلة مع البيانات التجريبية التقليدية، تساهم هذه الدراسة في مجال ديناميات السوائل، حيث تقدم طريقة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة للتنبؤ بالتوتر السطحي.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية

مواد أخرى لنفس الموضوع

مقالات الدوريات
5
0
Shibulal, Biji.
Public Library of Science.
2017-02-01
مقالات الدوريات
3
0
Al-Sayegh, Abdullah.
GEOMATE International Society.
2017-08-01
مؤتمرات وورش عمل
4
0
Bierman, Ben.
American Institute of Physics Inc.
2018-11-08
الرسائل والأطروحات الجامعية
5
0
Al-Siyabi, Sultan Mohammed Saud.
Sultan Qaboos University
2024
الرسائل والأطروحات الجامعية
6
0
Al-Battashi, Mundhir Mohammed Hamed.
Sultan Qaboos University.
2024
الرسائل والأطروحات الجامعية
5
0
Al-Rashdi, Ziyad Hilal Abdullah.
Sultan Qaboos University
2024