پیش بینی و بهینه سازی مشخصات نانوساختارهای کربنی با استفاده همزمان شبکه های عصبی و منطق فازی
چکیده
تعیین مشخصات و بهینه سازی نانوساختارهای کربنی به وسیله پژوهشگران مختلفی تا به امروز مورد بررسی قرار گرفته است. برای پیش بینی مشخصات محصول خروجی و دست یابی به مقادیر بهینه پارامترهای موثر، روش های جدید و موثری نیاز است. کربن فعال یکی از مهمترین نانوساختارهای کربنی می باشد. تلاش به منظور شبیه سازی فرآیند تولید کربن، می تواند منجر به شناخت موثرتر و مطلوب تر راه های تولیدکربن فعال شود. این گونه تلاشها به منظور توسعه فناوری های مرتبط مانند فناوری جذب گاز طبیعی حیاتی به نظر می رسد. در این مطالعه ابتدا به مدلسازی به وسیله ساختارهای عصبی-فازی پرداخته شده است. سپس ساختار ساخته شده توسط الگوریتم ژنتیک به منظور رسیدن به حداکثر مقدار خروجی در بازه موردنظر، بهینه سازی شده و در انتها به مقایسه این بهینه سازی با دیگر روش های بهینه سازی آماری پرداخته شده است. در ابتدای کار و برای انجام مدلسازی، به بررسی عوامل موثر بر تولید کربن فعال پرداخته شده است. با بررسی منابع مختلف این عوامل استخراج شده و سپس بر اساس تجربیات گذشته به چهار پارامتر مهم تر کاهش یافته است. این پارامترها عبارتند از: نوع ماده فعالساز شیمیایی، نرخ عامل ماده فعالساز، دمای فعالسازی و زمان فعالسازی. این چهار پارامتر برای پیش بینی عدد یدی به کار رفته است. ولی به منظور پیش بینی سطح ویژهکربن فعال، پارامتردیگری به نام نرخ جریان نیتروژن نیز مورد بررسی قرار می گیرد. پس از تعیین پارامترهای ساختارهای عصبی-فازی، داده های دیگری به منظور تایید اعتبارِ ساختارهای ایجاد شده،استفاده شده و خروجی آنها با مقادیر واقعی مقایسه شده اند. خطای نسبی میانگین و ضریب تعیین برای پیش بینی عدد یدی به ترتیب 4409/0 و 94/0 و برای پیش بینی سطح ویژهکربن فعال 02677/0 و 9885/0 گزارش شده است که بسیار رضایت بخش می باشد.