From data to mechanistic-based models

• Autorzy: Cruz-Bournazou M. , Arellano-Garcia H. , Schoneberger J. , Wozny G.

Warianty tytułu

PL

Od wyników eksperymentu do modelu mechanistycznego /#[Tyt.równol.]$1

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, an Approach to Mechanistic Identification is proposed which facilitates an efficient simulation of complex dynamic processes. The developed algorithm divides the process in multiple intervals each of which is simulated by a different model in order to overcome the limitations of every single model and to take advantage of its capacities. Furthermore, the approach applies mechanistic models. By this means it enables a better understanding of the process subject to study by clarifying the predominant phenomenon inducing the process behaviour in each considered interval. The problem is set as an optimization problem whose objective function is a least square error function. The parameters of the model and the size of the intervals are estimated to find the "best" fit.

PL

W niniejszym artykule zaproponowano założenia mechanistycznej identyfikacji dla skutecznej symulacji złożonych, dynamicznych procesów. W opracowanym algorytmie proces podzielono na przedziały czasowe, w których przebiegające procesy opisane są stosownymi, różnymi, modelami. Zastosowanie mechanistycznego podejścia umożliwia lepsze zrozumienie procesu i określenie dominującego zjawiska określającego jego przebieg. Problem zastosowano w optymalizacji, gdzie parametrem jest błąd funkcji określany metodą najmniejszych kwadratów. Parametry modelu i długość przedziałów czasowych szacowane są dla zapewnienia najlepszego dopasowania.

Słowa kluczowe

EN

complex dynamic processes; mechanistic identification; predominant phenomenon; simulation

PL

dominujące zjawisko; identyfikacja mechanistyczna; symulacja; złożone procesy dynamiczne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 105, z. 5-M
• Strony: 45--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.,Wz., rys., wykr.,

Twórcy

autor

Cruz-Bournazou M.

autor

Arellano-Garcia H.

autor

Schoneberger J.

autor

Wozny G.

• Institut fur Prozess- und Verfahrenstechnik, Technische Universitat Berlin

Bibliografia

• [1] Bäumler C., Urban Z. et al.: Enhanced methods optimize ownership costs for catalysts, Hydrocarbon Processing, june 2007 issue, 71-78.
• [2] Almanza L.O., Vergel C.A., Hoyos L.J.: The effect of deactivation conditions during laboratory simulation of FCC equilibrium catalyst, Preprints – American Chemical Society, Division of Petroleum Chemistry, 46(4), 2001, 381-384.
• [3] Roe A.J. et al.: Inhibition of Escherichia coli growth by acetic acid: a problem with methionine biosynthesis and homocysteine toxicity, Microbiology, 148, 2002, 2215-2222.
• [4] Cruz Bournazou M. N., Monitoring of aerobic Escherichia coli batch fermentations by electrooptical measurements, Master Thesis, BIT.
• [5] http://members.tripod.com/diabetics_world/Human-insulin-production.htm.
• [6] Arellano-Garcia H., Schöneberger J., Körkel S.: Optimale Versuchsplanung in der chemischen Verfahrenstechnik, Chemie Ingenieur Technik, 79, 2007, 10.
• [7] Forbus K.D.: Qualitative reasoning about physical processes, in: Proceedings IJCII-81, Vancouver, BC 1981.
• [8] Bauer I. et al.: Numerical Methods for Optimum Experimental Design in DAE systems, preprint submitted to Elsevier Preprint.
• [9] Walter E., Pronzato L.: On the identifiability and distinguishability of nonlinear parametric models, Mathematics and Computers in Simulation, 42, 1996, 125-134.
• [10] Elmaleh S., Ghaffor N.: Cross-flow ultrafiltration of hydrocarbon and biological solid mixed suspensions, Journal of Membrane Science, 1996.
• [11] Hermia J.: Constant pressure blocking filtration laws – application to powder-law non-newtonian fluids, Trans IChemE Journal, 60, 1982.
• [12] Liu M.G.: Etude de la texture des Membranes et de leur Intéraction avec des Suspensions au tours d’une Filtration Dynamique, Doctorate Thesis, Compiègne, 1992.
• [13] Keskinler B., Yildi z E., Erhan E., Dogru M., Bayhan Y.K., Akay G.: Crossflow microfiltration of low concentration-nonliving yeast suspensions, Journal of Membrane Science, 233, 2004, 56-69.
• [14] Schaller J.: Analyse und Modellierung der Filtrationsmechanismen in Membranbioreaktoren, Diplomarbeit, Technische Universität Berlin, 2005.
• [15] Nelder J.A., Mead R.: A simplex method for function minimization, Computer Journal 7, 1965, 308-313.
• [16] Riera J. R. et al.: Unpublished work.