Machine learning-based prediction for settling velocity of microplastics with various shapes

微塑料 沉淀 无量纲量 终端速度 形状因子 机械 生物系统 数学 环境科学 几何学 物理 环境工程 地质学 生物 海洋学
作者
Shangtuo Qian,Xuyang Qiao,Wenming Zhang,Zijian Yu,Shunan Dong,Jiangang Feng
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:249: 121001-121001 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.watres.2023.121001
摘要

Microplastics can easily enter the aquatic environment and be transported between water bodies. The terminal settling velocity of microplastics, which affects their transport and distribution in the aquatic environment, is mainly influenced by their size, density, and shape. Due to the difficulty in accurately predicting the terminal settling velocity of microplastics with various shapes, this study focuses on establishing high-performance prediction models and understanding the importance and effect of each feature parameter using machine learning. Based on the number of principal dimensions, the shapes of microplastics are classified into fiber, film, and fragment, and their thresholds are identified. The microplastics of different shape categories have different optimal shape parameters for predicting the terminal settling velocity: Corey shape factor, flatness, elongation, and sphericity for the fragment, film, fiber, and mixed-shape MPs, respectively. By including the dimensionless diameter, relative density and optimal shape parameter in the input parameter combination, the machine learning models can well predict the terminal settling velocity for the microplastics of different shape categories and mixed-shape with R2 > 0.867, achieving significantly higher performance than the existing theoretical and regression models. The interpretable analysis of machine learning reveals the highest importance of the microplastic size and its marginal effect when the dimensionless diameter D* = dn(g/v2)1/3 > 80, where dn is the equivalent diameter, g is the gravitational acceleration, and ν is the fluid kinematic viscosity. The effect of shape is weak for small microplastics and becomes significant when D* exceeds 65.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
詹姆斯哈登完成签到,获得积分10
刚刚
DianaLee完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
成为一只会科研的猫完成签到 ,获得积分10
5秒前
火星的雪完成签到 ,获得积分0
6秒前
fufufu123完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6应助Davidjin采纳,获得10
7秒前
陈麦关注了科研通微信公众号
8秒前
淡然冬灵完成签到,获得积分10
8秒前
科研助理发布了新的文献求助10
9秒前
tangli完成签到 ,获得积分10
11秒前
CipherSage应助宜菏采纳,获得10
13秒前
jason完成签到 ,获得积分10
13秒前
恋恋青葡萄完成签到,获得积分10
14秒前
17秒前
ho完成签到,获得积分10
20秒前
LingYun完成签到,获得积分10
22秒前
yznfly应助ho采纳,获得200
25秒前
栖梧砚客完成签到 ,获得积分10
26秒前
刘歌完成签到 ,获得积分10
26秒前
Mercury完成签到 ,获得积分10
27秒前
贾方硕完成签到,获得积分10
27秒前
888完成签到,获得积分10
31秒前
Lincoln完成签到,获得积分10
32秒前
HCLonely完成签到,获得积分0
35秒前
科研通AI2S应助Muncy采纳,获得20
39秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
41秒前
独特的秋完成签到 ,获得积分10
41秒前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
42秒前
44秒前
13633501455完成签到 ,获得积分10
45秒前
哎呀哎呀呀完成签到,获得积分10
46秒前
科研助理发布了新的文献求助10
47秒前
你好纠结伦完成签到,获得积分10
47秒前
wll1091完成签到 ,获得积分10
49秒前
陈麦发布了新的文献求助10
49秒前
Joy完成签到,获得积分10
50秒前
默默平文完成签到,获得积分10
50秒前
51秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685747
关于积分的说明 14838974
捐赠科研通 4674097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538431
邀请新用户注册赠送积分活动 1505597
关于科研通互助平台的介绍 1471086