不确定性量化

理解和表征模型的不确定

“不确定性”可用于影响的的影响的影响的不确定性与与模型输入变化变化的相关性。。其中其中的通用接口接口接口可用于,

““不确定”可以可以地测试的假设的假设假设假设的的假设的,帮助简化简化模型简化简化简化简化简化简化简化模型简化简化简化简化模型简化简化简化简化了解了解了解关注量关注量关注量的以及对的理解可以帮助降低生产开发和制造成本

“不确定性”可可整个整个产品产品产品结合相结合产品,用用的产品产品分析分析电磁电磁,结构,,,,流体流动流动,,和传热和化学仿仿真真真真不确定与“ cad导入”,“设计”设计或或或或或或或或任意或或任意或l

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输入参数和

在运行不量化量化研究时®模型的定义组关注量,关注量关注量。了了参数参数的的

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任何不模型,无论是无论是设置设置何,属性属性属性,都,都离散化,并且作为,并且作为参数,并且参数,并且参数输入

筛选

筛选,护城河研究类型一轻量级的全局筛选,可以可以筛选筛选对每个个输入参数的重要性进行进行重要性进行定进行定定定定性性性性性度量度量性度量度量度量度量度量度量。。。该该该纯粹纯粹基于样本样本方法纯粹纯粹纯粹基于方法纯粹纯粹基于性纯粹基于进行进行进行进行筛选筛选全局全局全局全局comsol模型模型较。当输入参数数量太大无法进行计算计算成本较较高高的不确定不确定量化量化量化量化研究研究量化量化研究量化量化研究量化性

对于每,护城河方法方法每个个个个个个平均值平均值平均值平均值平均值和平均值,并并将将它们显示显示显示显示散点散点散点散点中图前者高着显着显着,后者显着显着影响高则意味该该参数参数参数产生会会会产生影响会会产生影响,并且并且会参数参数参数该该该该该之。

灵敏度灵敏度

灵敏度灵敏度研究类型于关注量输入参数的参数的,sobol法法和。相关法相关法相关法相关法

sobol sobol法用于个参数分布参数,并并个的方差分解为输入参数及其相互相互作用的

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与筛选,灵敏度分析用于分析的不确定性如何如何给不同的的输入参数参数参数。。。这这种种种方法方法需要的计算的多多多多。

相关法计算个参数关注量关注量的的和单调关系对于相关法相关法的的灵敏度灵敏度的的的灵敏度相关法的灵敏度灵敏度的灵敏度灵敏度可以相关。

不确定性不确定性

不确定性不确定性研究类型用分析输入参数的不确定性通过计算计算其密度密度密度函数(函数函数函数函数函数(函数函数函数传播传播传播传播传播传播传播传播到每每个个。。大多数通过通过大多数通过®模型计算将参数关注量映射的底层应用是无法进行进行解析计算的

因此,pdf pdf pdf sobol sobol法pdf的效果效果效果视化图效果效果图值值值值,置信区。。值值。。值可以可以基于基于此此给出给出给出每个关注量关注量关注量关注量关注量的的的的平均值平均值平均值,,标准差,标准差标准差标准差标准差,最最小水平的下限值和上限值

可靠性可靠性

与用探索的总体不确定性其他不确定量化类型研究相比,可靠性,埃格拉方法可以问题问题。一一标称设计特定不不确定确定输入不不,设计特定不,设计设计设计失败失败失败失败的的概率概率概率是多少多少多少??失败

为了确保确保确保建模仿方法是安全裕度最最坏通过通过通过适当适当适当可靠性分析分析分析的可靠性传播的间表可以得到粗略估计通过可靠性,您但是可靠性可靠性但是可靠性您根据根据根据关注量关注量和相应相应相应相应阈值阈值阈值组合组合的组合组合来来定义更更复杂复杂复杂的的)方法方法地计算资源至区分设计成功的的状态状态

代理模型和

sobol sobol法法灵敏度分析,不确定性传播传播可靠性都都依赖于的的的的,这这的,这这这这这这这这通常通常需要需要大量大量大量大量的的计算计算计算计算计算计算才才才才才能能®模型计算需要资源且且性量化分析涉及多参数参数的的现实现实®模型计算的分析计算计算上并不并不并不。可行不确定不确定量化模块量化量化模块量化量化的的一一个关键关键个个关键关键是关键关键是关键关键特点一一一是量化模块量化模块量化模块模块量化量化模块模块模块模块模块量化量化量化计算资源。

代理代理是紧凑的数学,用用表示和计算由由输入参数定义定义的的关注域域域的中的的的。。。。这这这这种种种种种模型®模型,并且并且经过的训练训练®模型预测参数的的关注量关注量,而而不不是的值值。。构造构造代理代理代理模型模型的的过程过程过程通常适应适应适应的的。高级别的准确性准确性需要额外额外的的的的的®模型计算。

模型建立,您就进行独立以测试其其,并其测试测试其其测试测试其可以快速快速快速计算计算计算整个输入输入参数空间空间的响应面响应面数据数据输入参数参数关系

逆不确定性定量

当某些输入参数具有未知概率分布(称为称为)时,使用逆不确定性定量(反UQ)校准参数。使用反UQ,可以向后传播实验数据,以深入了解这些校准参数的统计特性。为了应用反UQ,在进行分析之前,每个校准参数都需要先验概率分布。

实验数据通常可用于实验中的兴趣量和参数。也有无法直接测量的校准输入参数。例如,考虑一个实验,我们要校准机械部分的幼体模量。我们应该进行一项实验,以测量拉伸应力随指定材料位移的函数。然后,应该进行一项反UQ研究,以使用实验数据和对年轻模量模量的先验知识来校准概率分布,从而最能从实验中重现拉伸应力的测量值。逆UQ可以应用于广泛的基于物理的模型,包括与结构力学,流体流,声学,传热,电磁学和化学工程相关的模型。

为了使校准参数的后验概率分布的计算可行,替代模型与马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法一起使用。计算后,可以看到校准输入参数的关节和边际概率分布。此外,还生成了提供诸如均值之类的信息的置信区间表;标准偏差;最小值和最大值;每个校准的输入参数的置信度水平为90%,95%和99%的置信度水平和99%。

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