Predicting the depth of rock cutting by abrasive water jet using support vector machine optimized with whale optimization algorithm

物理 鲸鱼 喷射(流体) 支持向量机 水射流 优化算法 磨料 算法 机械工程 人工智能 机械 数学优化 计算机科学 工程类 渔业 数学 喷嘴 生物 热力学
作者
Zhongtan Li,Zhaolong Ge,Qinglin Deng,Zhe Zhou,Chun Zhu,Lei Liu,Zhi Yao
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (12)
标识
DOI:10.1063/5.0245419
摘要

The utilization of abrasive water jet (AWJ) has garnered notable attention in subsurface engineering, as well as unconventional natural gas development, geothermal energy extraction, and tunnel excavation. The efficiency of construction operations is contingent upon rock fragmentation, which is controlled by AWJ parameters and rock properties. Currently, the parameter settings for rock fragmentation by AWJ predominantly rely on empirical approaches, and existing prediction models have large errors due to a limited number of training samples. In this study, we propose a combined support vector machine (SVM) and whale optimization algorithm (WOA) model. To test the model's predictive performance for rock-breaking depth, a database consisting of eight input parameters is constructed. These parameters include AWJ pressure, target distance, lateral velocity, abrasive types, mass flow rate, abrasive particle size, rock types, and rock uniaxial compressive strength. Additionally, to demonstrate the superiority of the WOA-SVM model, three other predictive models based on the back propagation (BP) network, SVM, and Random Forest (RF) are established, compared, and evaluated. The results show that the optimized WOA-SVM model is the most accurate in predicting rock cutting depth, achieving a precision rate of 0.972 25 compared to other models (BP: 0.9536; RF: 0.9681; SVM: 0.9687). Furthermore, sensitivity analysis highlights that lateral velocity exhibits the highest impact on the model, followed by jet pressure and the uniaxial compressive strength of rock. This underscores the critical importance of prioritizing the adjustment of lateral velocity, AWJ pressure, and rock properties when engaging in rock-cutting operations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小潘同学完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
科研通AI5应助传统的海露采纳,获得10
1秒前
学术刘亦菲完成签到,获得积分10
1秒前
成就的烧鹅完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
dd发布了新的文献求助10
2秒前
luoshi应助leon采纳,获得30
3秒前
3秒前
wang完成签到,获得积分10
3秒前
可爱的函函应助hu采纳,获得10
3秒前
3秒前
我测你码关注了科研通微信公众号
4秒前
下课了吧发布了新的文献求助10
4秒前
jy发布了新的文献求助10
4秒前
绘梨衣完成签到,获得积分10
5秒前
数据线完成签到,获得积分10
5秒前
完美世界应助甜甜的难敌采纳,获得30
6秒前
满堂花醉三千客完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
gao完成签到,获得积分10
7秒前
LiuRuizhe完成签到,获得积分10
7秒前
绘梨衣发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
淡定紫菱发布了新的文献求助10
9秒前
李繁蕊发布了新的文献求助10
11秒前
万能图书馆应助愉快寄真采纳,获得10
11秒前
Rrr发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
高兴藏花发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
顾闭月发布了新的文献求助10
15秒前
励志小薛完成签到,获得积分20
16秒前
doudou完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
Ting完成签到,获得积分10
18秒前
高兴藏花完成签到 ,获得积分20
18秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527884
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108006
关于积分的说明 9287444
捐赠科研通 2805757
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540033
邀请新用户注册赠送积分活动 716904
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709794