面向多级加筋壳的高效变保真度代理模型

发布时间：2021-08-04 17:21

　　多级加筋壳结构作为一种新颖的航空航天薄壁结构,具有轻质、高承载的优势。由于其加筋结构复杂,导致基于高保真度模型的多级加筋壳后屈曲分析耗时较长,提高其后屈曲分析及优化效率对于多级加筋壳快速设计具有重要的意义。变保真度模型在复杂工程问题的设计与优化过程中得到了广泛的应用,其通过桥函数连接高保真度模型和低保真度模型,具有预测精度高和计算成本低的优点。首先建立了多级加筋壳结构的高保真度模型和低保真度模型,并基于高斯过程回归构建了多级加筋壳结构的变保真度模型,然后基于变保真度模型的最大均方根误差方法开展自适应加点。结果表明,在达到同样的较高预测精度水平时,基于提出方法构建的变保真度模型比直接采用高保真度模型构建的代理模型节约了60%的计算成本,表现出优异的效率优势。同时,还探讨了不同类型低保真度模型对于多级加筋壳结构变保真度模型预测精度的影响。分析结果表明,对于多级加筋壳承载力评估这类典型的后屈曲问题,建立可捕捉后屈曲特性的低保真度模型能有效提升变保真度模型的精度。 

【文章来源】：航空学报. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

多级加筋壳HFM与LFM示意图

HFM和LFM的相关性分析

通过在迭代时加入RMSE值最大的样本点，即可不断提高模型的整体精度。具体加点原理通过简单一维测试函数展示。如图3(a）所示，初始时高保真样本点只有3个，可以看到蓝色线表示的VFM与黄色线表示的真实模型存在一定的差距。通过在RMSE最大处加入3个样本点，如图3(b）所示，VFM曲线已经和真实模型接近，只有局部存在少量误差。当样本点数量增加到6个时，如图3(c）所示，VFM曲线已基本和真实模型重合，红色线表示的均方根误差也都处于较小值，模型的整体精度有较明显的提升。采用RMSE和R2作为代理模型精度的评价指标：

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3322095