<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD with OASIS Tables with MathML3 v1.4 20241031//EN" "https://jats.nlm.nih.gov/archiving/1.4/JATS-archive-oasis-article1-4-mathml3.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" dtd-version="1.4" article-type="research-article" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Математическая физика и компьютерное моделирование</journal-title></journal-title-group><issn publication-format="print">2587-6325</issn><issn publication-format="electronic">2587-6902</issn></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.15688/mpcm.jvolsu.2025.3.6</article-id><article-categories><subj-group><subject>Other</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="ru">РЕГУЛЯРИЗАЦИЯ НЕКОРРЕКТНОЙ ЗАДАЧИ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ ПРИ ВЫЧИСЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>REGULARIZATION OF AN ILL-POSED PROBLEM ARISING WHEN CALCULATING THE PARAMETERS OF A MATHEMATICAL MODEL FOR OPTIMIZING THE COMPOSITION OF A POLYMER COMPOSITE</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="ru"><surname>Феоктистов</surname><given-names>Егор Федорович</given-names></name><name xml:lang="en"><surname>Feoktistov</surname><given-names>Egor</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><email>freshstyler@mail.ru</email><contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0002-1053-0000</contrib-id></contrib><aff-alternatives id="aff1"><aff xml:lang="en"><institution>Volgograd State University</institution></aff><aff xml:lang="ru"><institution>Волгоградский государственный университет</institution></aff></aff-alternatives></contrib-group><pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2025-10-14"><day>14</day><month>10</month><year>2025</year></pub-date><volume>28</volume><issue>3</issue><fpage>67</fpage><lpage>75</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-03-16"><day>16</day><month>03</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-06-18"><day>18</day><month>06</month><year>2025</year></date></history><permissions><license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:title="CC BY 4.0"><ali:license_ref>https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ali:license_ref><license-p xml:lang="ru">CC BY 4.0</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/archive-ru/520-mathematical-physics-and-computer-simulation-2025-vol-28-no-3/modelirovanie-informatika-i-upravlenie/1169-feoktistov-e-f-regulyarizatsiya-nekorrektnoj-zadachi-voznikayushchej-pri-vychislenii-parametrov-matematicheskoj-modeli-optimizatsii-sostava-polimernoj-kompozitsii" xlink:title="https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/archive-ru/520-mathematical-physics-and-computer-simulation-2025-vol-28-no-3/modelirovanie-informatika-i-upravlenie/1169-feoktistov-e-f-regulyarizatsiya-nekorrektnoj-zadachi-voznikayushchej-pri-vychislenii-parametrov-matematicheskoj-modeli-optimizatsii-sostava-polimernoj-kompozitsii">https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/archive-ru/520-mathematical-physics-and-computer-simulation-2025-vol-28-no-3/modelirovanie-informatika-i-upravlenie/1169-feoktistov-e-f-regulyarizatsiya-nekorrektnoj-zadachi-voznikayushchej-pri-vychislenii-parametrov-matematicheskoj-modeli-optimizatsii-sostava-polimernoj-kompozitsii</self-uri><abstract xml:lang="ru"><p>В статье рассматривается проблема оптимизации состава полимерной композиции, возникающая из-за недостаточности экспериментальных данных о взаимодействиях ингредиентов и их влиянии на свойства материала. В условиях ограниченных данных предлагается метод для оценки неизвестных параметров модели, использующейся для оптимизации состава, таких как вектор и матрица взаимодействий добавок и их влияние на целевые свойства полимерной композиции. Для решения задачи используется регуляризация некорректной задачи, возникающей при попытке найти параметры модели на основе ограниченного числа рецептур. Основной подход заключается в минимизации нормы разности между правой и левой частями системы уравнений, что позволяет получить приближенные значения искомых параметров. Работа включает в себя вычислительный эксперимент, в рамках которого исследуются рецептуры из двух патентов, что иллюстрирует практическую применимость предложенного метода для реальных полимерных композиций. Регуляризация позволяет корректно оценить параметры даже при несовместимости исходных данных, что делает метод эффективным инструментом для предварительного моделирования и сокращения объема натурных экспериментов в химической технологии</p></abstract><abstract xml:lang="en" abstract-type="summary"><p>The article considers the problem of optimization of the polymer composition, which arises due to the insufficient experimental data on the interactions of ingredients and their effect on the properties of the material. Under conditions of limited data, a method is proposed for estimating unknown parameters of the model used to optimize the composition, such as the vector and matrix of interactions of additives and their effect on the target properties of the polymer composition. To solve the problem, regularization of the ill-posed problem is used, which occurs when trying to find the model parameters based on a limited number of recipes. The main approach is to minimize the norm of the difference between the right and left parts of the system of equations, which allows obtaining approximate values of the sought parameters. The work includes a computational experiment in which recipes from two patents are studied, which illustrates the practical applicability of the proposed method for real polymer compositions. Regularization allows you to correctly estimate the parameters even with incompatible initial data, which makes the method an effective tool for preliminary modeling and reducing the volume of natural experiments in chemical engineering.</p></abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>задача квадратичного программирования</kwd><kwd>полимерные композиции</kwd><kwd>машинное обучение</kwd><kwd>малые данные</kwd><kwd>некорректные задачи</kwd><kwd>регуляризация</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>quadratic programming problem</kwd><kwd>polymer composites</kwd><kwd>machine learning</kwd><kwd>small data</kwd><kwd>ill-posed problems</kwd><kwd>regularization</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><ref id="ref1"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Гермашев, И. В. Применение моделей нечеткой математики для решения задач медицинской диагностики / И. В. Гермашев, В. И. Дубовская // Математическая физика и компьютерное моделирование. — 2021. — Т. 24, № 4. — C. 53–66. — DOI: http://dx.doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2021.4.4</mixed-citation></ref><ref id="ref2"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Композиционный полимерный материал для вибропоглощающих покрытий и способ их монтажа. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. — URL: https://new.fips.ru/registers-docview/ fips_servlet?DB=RUPAT&amp;DocNumber=2534242&amp;TypeFile=html</mixed-citation></ref><ref id="ref3"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Материал многослойный огнестойкий антистатический технического назначения. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. — URL: https://new.fips.ru/registers-docview/fips_servlet?DB=RUPAT&amp;DocNumber=2810017&amp;TypeFile=html</mixed-citation></ref><ref id="ref4"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Самарский, А. А. Введение в численные методы / А. А. Самарский. — М. : Наука, 1987. — Т. 3. — 269 c.</mixed-citation></ref><ref id="ref5"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Феоктистов, Е. Ф. Оптимизация концентрации ингредиентов полимерной композиции в условиях нечетко заданного взаимодействия активных добавок / Е. Ф. Феоктистов, И. В. Гермашев // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). — 2023. — № 64 (90). — C. 113–119. — DOI: http://dx.doi.org/10.36807/1998-9849-2023-64-90-113-119</mixed-citation></ref><ref id="ref6"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Alaifari, R. Ill-Posed Problems: From Linear to Nonlinear and Beyond / R. Alaifari // Harmonic and Applied Analysis: From Radon Transforms to Machine Learning. — 2021. — P. 101–148.</mixed-citation></ref><ref id="ref7"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">A Machine Learning Framework for Real-Time Inverse Modeling and Multi-Objective Process Optimization of Composites for Active Manufacturing Control / K. D. Humfeld, D. Gu, G. A. Butler, K. Nelson, N. Zobeiry // Composites Part B: Engineering. — 2021. — Vol. 223. — P. 109150.</mixed-citation></ref><ref id="ref8"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Bayesian Regularization Networks for Micropolar Ternary Hybrid Nanofluid Flow of Blood with Homogeneous and Heterogeneous Reactions: Entropy Generation Optimization / B. K. Sharma, P. Sharma, N. K. Mishra, S. Noeiaghdam, U. Fernandez-Gamiz // Alexandria Engineering Journal. — 2023. — Vol. 77. — P. 127–148.</mixed-citation></ref><ref id="ref9"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Data Fusion by Joint Non-Negative Matrix Factorization for Hypothesizing Pseudo-Chemistry Using Bayesian Networks / A. Puliyanda, K. Sivaramakrishnan, Z. Li, A. de Klerk, V. Prasad // Reaction Chemistry &amp; Engineering. — 2020. — Vol. 5, № 9. — P. 1719–1737.</mixed-citation></ref><ref id="ref10"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Honerkamp, J. Tikhonovs Regularization Method for Ill-Posed Problems: A Comparison of Different Methods for the Determination of the Regularization Parameter / J. Honerkamp, J. Weese // Continuum Mechanics and Thermodynamics. — 1990. — Vol. 2. — P. 17–30. 11. Lu, S. Regularization Theory for Ill-Posed Problems: Selected Topics / S. Lu, S. V. Pereverzev // Walter de Gruyter. — 2013. — Vol. 58</mixed-citation></ref><ref id="ref11"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Parallel Computing in the Tikhonov Regularization Method for Solving the Inverse Problem of Chemical Kinetics / K. Barkalov, M. Ursova, L. Enikeeva, D. Dubovtsev, I. Gubaidullin // International Conference on Parallel Computational Technologies. — Cham : Springer Nature Switzerland, 2023. — P. 167–181.</mixed-citation></ref><ref id="ref12"><mixed-citation publication-type="other" xml:lang="ru">Total Generalized Variation Regularization for Multi-Modal Electron Tomography / R. Huber, G. Haberfehlner, M. Holler, G. Kothleitner, K. Bredies // Nanoscale. — 2019. — Vol. 11, № 12. — P. 5617–5632.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
