在一个最近的网络研讨会，我强调了SmartUQ®如何（预测分析和不确定性量化（UQ）软件工具集，可以增强comsolMultiphysics®软件中的产品开发和设计勘探活动。这篇博客文章将进一步讨论如何将COMSOL多物理学纳入您的分析工作流程。
SmartUQ®和UQ工作流的预测分析
下面显示的预测分析和UQ工作流程将Smartuq®和ComsolMultiphysics®联系在一起。我们的目标是到达步骤5，我们可以在其中进行分析和不确定性量化。然而，步骤5中显示的分析，例如灵敏度分析，不确定性传播和优化，依赖大量样品是有效的。许多高级分析技术都是如此。
挑战是在许多输入配置下运行模拟的高计算成本。解决方案是在SmartUQ®中构建一个称为模拟器的准确预测模型，该模型可以快速预测我们对任何输入集的仿真输出。
模拟器是一个统计模型，它利用机器学习算法来学习基础数据集的输入/输出关系，称为培训数据。在我们的情况下，培训数据将是COMSOL模型的一组运行。一旦对模拟器进行了培训，我们就可以使用它来快速预测我们希望采用的任何分析技术。为了为准确的仿真器选择最佳的培训数据集，可以通过从几种现代的，空间填充的设计选项之一中选择步骤1中的实验设计（DOE）。
要回顾一下，在步骤1中，我们选择了运行的最佳comsol仿真配置。在步骤2中，模拟在COMSOL多物理学中运行。模拟数据在步骤3中用作训练数据以构建模拟器。在步骤4中，我们验证了模拟器的准确性，以检查其预测是否与其模拟的COMSOL模拟非常一致。一旦验证，我们将使用模拟器的预测进行步骤5进行分析。
在过程流的向后分析部分中，我们进行了统计校准，这是一种非常有用的技术，结合了物理或实验数据。
在统计校准中，我们通过利用物理或实验数据来调整模拟模型中的参数来使模拟器更加准确，以更好地与物理数据一致。在统计校准中，假定一些模型形式误差。SmartUQ®中的统计校准不仅会调整校准参数，还可以对物理数据和仿真模型之间的差异进行建模。我们可以使用差异模型检查模型表单错误。该技术使我们能够校准高度不准确的仿真模型，并使用差异模型来减少模型形式的误差。
UQ/预测分析工作流程中comsolMultiphysics®的示例
在本文的其余部分中，让我们看一个示例，说明SmartUQ®中的预测分析和UQ工作流程如何与ComsolMultiphysics®中的仿真模型一起使用。
肝（肝）癌症模拟模型的微波消融的预测建模
模拟
微波消融是通过加热肿瘤导致坏死（细胞死亡）来治疗癌症的热消融形式。对于使用的特定瓦数和治疗时间，患者差异会影响该手术导致的坏死组织的体积。模拟模型是Comsol多物理学中组织体积的2D横截面。该输出是7.5分钟在50瓦的7.5分钟后的空间数据，用于坏死（死亡）的百分比。
SmartUQ®工作流程
在SmartUQ中创建的400点DOE在下表所示的范围内改变了四个特定于患者的参数。根据Comsol Multiphysics的结果，我们在SmartUQ®中构建了一个空间时间模拟器，以维护数据集的2D功能。
下图中的图显示了给定空间点的坏死组织的百分比。SmartUQ®预测与在ComsolMultiphysics®中直接模拟的结果之间显示了很强的一致性。SmartUQ®预测大约需要30秒。通过立即为所有点构建模拟器，SmartUQ®中的空间仿真会产生平滑的连续表面，从而可以进行分析，例如衍生剂的计算。
比较使用SmartUQ®空间仿真器进行的预测与在ComsolMultiphysics®中直接模拟的结果进行比较。
下一步
有关使用ComsolMultiphysics®的SmartUQ®工作流程更深入的查看，请查看白皮书“”SmartUQ Engineering Analytics使用COMSOL FEA BRACKET示例进行轻加权应用程序”或我们的迷你演示网络研讨会使用ComsolMultiphysics®仿真模型。
关于作者
加文·琼斯（Gavin Jones），Smartuq Sr。应用工程师负责为航空航天，国防，汽车，燃气轮机，医疗设备和其他行业的客户进行模拟和统计工作。他还是Smartuq的数字双/数字线程计划的关键贡献者。琼斯先生获得了威斯康星大学麦迪逊分校的工程机械和宇航学和数学学士学位的学士学位。
SmartUQ是SmartUQ LLC的注册商标。
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