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耦合非均匀数值模型和计算耦合导数的计算体系结构

作者:

约翰·T。黄星京和

约阿金·R.R.A。马丁斯作者信息和声明

ACM数学软件交易（TOMS）,体积44,问题4

文章编号：37，页数1-39

https://doi.org/10.1145/3182393

出版:2018年6月16日出版历史

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摘要

计算建模的挑战之一是耦合模型以解决多学科问题。基于流的计算框架通过模块化方法缓解了部分挑战，其中数据流量从一个组件到另一个组件。然而，当需要耦合导数进行优化时，现有的基于流的框架效率低下。为了解决这个问题，我们开发了模分析与统一导数（MAUD）架构。MAUD将多学科模型定义为非线性方程组，从而得到统一所有计算导数方法的线性方程。这使得使用MAUD体系结构的基于流的框架能够为链式规则、伴随方法、耦合伴随方法和混合方法提供通用接口；MAUD自动使用适当的方法解决问题。分层、无矩阵的方法使现代求解技术（如牛顿-克利洛夫解算器）能够在这个整体公式中使用，而无需计算开销。使用MAUD的Python实现解决了两个演示问题：一个是具有200多万个未知和25000个设计变量的纳米卫星优化，另一个是涉及6000多个设计变量和23000个约束的飞机优化。MAUD现在在开源框架OpenMDAO中实现，该框架已用于解决飞机、卫星、风力涡轮机和涡扇发动机的设计问题。

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信息和贡献者

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发布于

数学软件上的封面图像ACM事务

ACM数学软件汇刊第44卷第4期

2018年12月

305页

ISSN公司：0098-3500

EISSN公司：1557-7295

DOI（操作界面）：10.1145/3233179

编辑：
白昭君
美国加州大学戴维斯分校
,
沃尔夫冈·班格尔
美国科罗拉多州立大学

版权所有©2018所有者/作者。

本作品是根据Creative Commons Attribution-NoDerives International 4.0许可证授权的。

出版商

计算机协会

美国纽约州纽约市

出版历史

出版：2018年6月16日

认可的：2018年1月1日

修订过的：2018年1月1日

收到：2016年2月1日

在TOMS中发布体积44,问题4

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