×

一种用于高维问题的基于屏幕的梯度增强Kriging建模方法。 (英语) Zbl 1470.74069号

小结:通过探索梯度的辅助信息,可以提高克里格模型的准确性。然而,大幅增加的模特培训时间往往难以承受。因此,本文提出了一种新的仅利用部分梯度集的梯度增强Kriging建模方法。在该方法的框架内,可以实现模型精度和建模效率之间的平衡。更具体地说,每个输入变量对输出的影响通过特征选择技术进行估计和排序。然后提出了一个经验评价规则,以便于梯度的选择。验证中使用了五个具有代表性的10-D至30-D数值基准和一个具有18个变量的翼型最佳形状设计。结果表明,与传统的梯度增强克里格法相比,该方法的建模时间显著缩短,而精度损失可以忽略不计。因此,所提出的代理建模方法可以为近似高维问题提供另一种方法。

MSC公司:

74S99型 固体力学中的数值方法和其他方法
第74页第10页 固体力学中其他性质的优化
76N25号 可压缩流体和气体动力学的流量控制与优化
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Sacks,J。;韦尔奇,W.J。;米切尔·T·J。;Wynn,H.P.,《计算机实验的设计与分析》,统计科学。,4, 409-423 (1989) ·Zbl 0955.62619号
[2] Queipo,N.V。;哈夫特卡,R.T。;Shyy,W。;Goel,T。;瓦迪亚纳桑,R。;Kevin Tucker,P.,基于代理的分析和优化,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,41, 1-28 (2005)
[3] Wang,G.G。;Shan,S.,《支持工程设计优化的元建模技术综述》,J.Mech。设计。,129, 370-380 (2007)
[4] Forrester,A.I.J。;Keane,A.J.,《基于代理的优化的最新进展》,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,45, 50-79 (2009)
[5] 维亚娜,F.A.C。;辛普森,T.W。;巴拉巴诺夫,V。;Toropov,V.,多学科设计优化专区:多学科设计最优化中的元建模:我们真的走了多远?,AIAA J.,52,670-690(2014)
[6] Shan,S。;Wang,G.G.,用计算昂贵的黑盒函数解决高维设计问题的建模和优化策略综述,结构。多学科。最佳。,41, 219-241 (2010) ·Zbl 1274.74291号
[7] Bouhlel,医学硕士。;北卡罗来纳州巴托利。;奥茨曼,A。;Morlier,J.,通过偏最小二乘降维改进高维设计模型的克里金替代物,Struct。多学科。最佳。,53, 935-952 (2016)
[8] 乔杜里,R。;Adhikari,S.,随机有限元分析的高维模型表示,应用。数学。型号。,34, 3917-3932 (2010) ·Zbl 1201.65009号
[9] Shan,S。;Wang,G.G.,基于高维仿真的设计问题元建模,J.Mech。设计。,132,第051009-051009-051011条(2010)
[10] 蔡,X。;邱,H。;高,L。;杨,P。;Shao,X.,一种集成了自适应采样方法的增强型RBF-HDMR,用于逼近工程设计中的高维问题,结构。多学科。最佳。,53, 1209-1229 (2016)
[11] 刘,H。;王,X。;Xu,S.,处理现有随机数据的基于广义径向基函数的高维模型表示,J.Mech。设计。,139(2017),011404-011404-011413
[12] M.C.肯尼迪。;O'Hagan,A.,《当快速近似可用时预测复杂计算机代码的输出》,Biometrika,87,1-13(2000)·Zbl 0974.62024号
[13] 帕克,C。;哈夫特卡,R.T。;Kim,N.H.,《关于多保真代理的评论》,Struct。多学科。最佳。,55, 1029-1050 (2017)
[14] Chakraborty,S。;Chatterjee,T。;乔杜里,R。;Adhikari,S.,稳健设计优化的基于代理的多保真度方法,应用。数学。型号。,47, 726-744 (2017) ·Zbl 1446.90009号
[15] 莫里斯医学博士。;米切尔·T·J。;Ylvisaker,D.,《计算机实验的贝叶斯设计和分析:导数在表面预测中的应用》,《技术计量学》,35,243-255(1993)·Zbl 0785.62025号
[16] de Baar,J.H.S。;肖尔茨,T.P。;Dwight,R.P.,《利用高维元模型中的伴随导数》,AIAA J.,53,1391-1395(2015)
[17] Laurent,L。;勒里奇,R。;Soulier,B。;Boucard,P.-A.,梯度增强元模型与应用概述,Arch。计算。方法工程(2017)
[18] Leary,S.J。;Bhaskar,A。;Keane,A.J.,一种基于导数的代理模型,用于近似和优化昂贵的计算机模拟的输出,J.Glob。最佳。,30, 39-58 (2004) ·Zbl 1136.90302号
[19] 韩,Z.-H。;Görtz,S。;Zimmermann,R.,通过梯度增强克里金和广义混合桥函数改进可变精度代理建模,Aerosp。科学。技术。,25, 177-189 (2013)
[20] 山崎,W。;Mavrilis,D.J.,《气动功能的导数增强可变保真度替代建模》,AIAA J.,51,126-137(2013)
[21] 乌拉加纳桑,S。;库库特,I。;费兰蒂,F。;Laermans,E。;Dhaene,T.,多保真度梯度增强克里金的性能研究,结构。多学科。最佳。,51, 1017-1033 (2015)
[22] 乌拉甘那坦,S。;库库特,I。;Dhane,T。;德鲁特,J。;Laermans,E.,利用梯度信息的高维克里金元建模,应用。数学。型号。,40, 5256-5270 (2016) ·Zbl 1465.62060号
[23] 蔡,X。;邱,H。;高,L。;Shao,X.,通过多保真度仿真实现高维设计问题的元建模,结构。多学科。最佳。,56, 151-166 (2017)
[24] 巴克豪斯,J。;奥利希,M。;弗雷,C。;Lengyel,T。;Voß,C.,基于伴随CFD方法的梯度增强替代模型,用于反向旋转涡扇发动机的设计,(2012年ASME涡轮博览会论文集:涡轮技术会议和展览会(2012)),2319-2329
[25] 李,Z。;郑,X.,叶轮机械空气动力学设计优化方法综述,Prog。Aerosp.航空公司。科学。,93, 1-23 (2017)
[26] 列姆·R·P。;马德尔,C.A。;Martins,J.R.R.A.,飞机任务分析空气动力学性能预测的代理模型和专家混合物,Aerosp。科学。技术。,43, 126-151 (2015)
[27] Laurenceau,J。;Meaux,M。;蒙塔尼亚克,M。;Sagaut,P.,《基于梯度和基于梯度增强响应曲面优化器的比较》,AIAA J.,48,981-994(2010)
[28] 山崎,W。;伦普基尔,M。;Mavrilis,D.,利用梯度/黑森增强替代模型进行设计优化,(第28届AIAA应用空气动力学会议论文集(2010),美国航空航天研究所)
[29] 韩,Z.-H。;Zhang,Y。;宋,C.-X。;Zhang,K.-S.,用于高维代理建模和设计优化的加权梯度增强Kriging,AIAA J.,55,4330-4346(2017)
[30] Sobieszczanski-Sobieski,J。;Haftka,R.T.,《多学科航空航天设计优化:最新发展调查》,结构。最佳。,14, 1-23 (1997)
[31] Jameson,A.,《通过控制理论进行空气动力学设计》,J.Sci。计算。,3, 233-260 (1988) ·Zbl 0676.76055号
[32] 贾尔斯,M.B。;Pierce,N.A.,《伴随设计方法导论》,《流量涡轮机》。梳。,65, 393-415 (2000) ·Zbl 0996.76023号
[33] 钟,H.-S。;Alonso,J.,《使用梯度构建高维设计优化问题的协同克立格近似模型》,(第40届美国航空航天局航空科学会议论文集与展览(2002)),317
[34] Laurenceau,J。;Sagaut,P.,《利用克里金和协同克里金构建气动功能的有效响应面》,美国航空航天局期刊,46,498-507(2008)
[35] 刘伟。;Batill,S.,使用克里金模型的梯度增强响应面近似,(第九届AIAA/ISSMO多学科分析与优化研讨会论文集(2002)),5456
[36] Liu,W.,梯度增强克里金近似在多学科设计优化中的发展(2003),圣母大学,博士论文
[37] Bouhlel,医学硕士。;Martins,J.R.R.A.,《高维问题的梯度增强克里格法》,《工程计算》。(2018)
[38] Dalbey,K.R.,高效且稳健的梯度增强克里金仿真器,Sandia Natl。实验室,2013-7022(2013)
[39] Zimmermann,R.,《关于梯度增强空间高斯过程的最大似然训练》,SIAM J.Sci。计算。,35,A2554-A2574(2013)·Zbl 1283.62201号
[40] 基恩,A。;Nair,P.,《航空航天设计的计算方法:追求卓越》(2005),John Wiley&Sons
[41] 乌拉加纳桑,S。;库库特,I。;Dhane,T。;拉曼斯,E。;Degroote,J.,《关于克里格替代模型中梯度的使用》,(2014年冬季模拟会议论文集(2014年)),2692-2701
[42] 乌拉加纳桑,S。;库库特,I。;Dhane,T。;德鲁特,J。;Laermans,E.,梯度增强克里金的性能研究,工程计算。,32, 15-34 (2016) ·Zbl 1465.62060号
[43] Krige,D.G.,《威特沃特斯兰德一些基本矿山估价问题的统计方法》,J.S.Afr。仪表最低金属含量。,52, 119-139 (1951)
[44] Georges,M.,《地质统计学原理》,经济学。地质。,58, 1246-1266 (1963)
[45] Lophaven,S.N。;尼尔森,H.B。;Söndergaard,J.,DACE:丹麦理工大学Matlab Kriging工具箱。(2002)
[46] Jones,D.R.,《基于响应面的全局优化方法分类法》,环球杂志。最佳。,21, 345-383 (2001) ·兹比尔1172.90492
[47] 弗雷斯特,A。;Sóbester,A。;Keane,A.,《通过代孕建模进行工程设计:实用指南》(2008),John Wiley&Sons
[48] Jones,D.R。;Schonlau,M。;Welch,W.J.,《昂贵黑盒函数的高效全局优化》,J.Glob。最佳。,13, 455-492 (1998) ·Zbl 0917.90270号
[49] 盖恩,I。;Elisseeff,A.,《变量和特征选择简介》,J.Mach。学习。第3号决议,1157-1182(2003年)·Zbl 1102.68556号
[50] Chandrashekar,G。;Sahin,F.,《特征选择方法调查》,计算。选举人。工程,40,16-28(2014)
[51] 科贾迪诺维奇,I。;Wottka,T.,回归问题中变量子集选择的过滤器和包装器方法的比较,(欧洲智能技术研讨会(ESIT)论文集(2000))
[52] 弗莱奈,B。;道奎尔,G。;Verleysen,M.,互信息是否足以用于回归中的特征选择?,神经网络。,48, 1-7 (2013) ·Zbl 1297.68202号
[53] Vergara,J.R。;Estévez,P.A.,基于互信息的特征选择方法综述,神经计算。申请。,24, 175-186 (2014)
[54] Rosenblatt,M.,《关于密度函数的一些非参数估计的评论》,《数学年鉴》。Stat.,27832-837(1956年)·Zbl 0073.14602号
[55] Parzen,E.,《关于概率密度函数和模式的估计》,《数学年鉴》。《法律总汇》第331065-1076页(1962年)·Zbl 0116.11302号
[56] 月亮,Y.-I。;拉贾戈帕兰,B。;Lall,U.,使用核密度估计器估计互信息,Phys。E版,52,2318-2321(1995)
[57] Wand,M.P。;Jones,M.C.,多元插件带宽选择,计算。Stat.,9,97-116(1994)·Zbl 0937.62055号
[58] 医学博士麦凯。;贝克曼,R.J。;Conover,W.J.,在计算机代码输出分析中选择输入变量值的三种方法的比较,技术计量学,21239-245(1979)·Zbl 0415.62011号
[59] 张杰。;Sanderson,A.C.,JADE:具有可选外部存档的自适应差分进化,IEEE Trans。进化。计算。,13, 945-958 (2009)
[60] Chen,L。;Wang,H。;Ye,F。;Hu,W.,HDMR与其他流行的高维问题元建模技术的比较研究,结构。多学科。最佳方案。(2018)
[61] 陈,H。;Loepsky,J.L.(Loepsky,J.L.)。;Sacks,J。;Welch,W.J.,《计算机实验的分析方法:如何评估和计算?》?,统计科学。,31, 40-60 (2016) ·Zbl 1442.62179号
[62] 希克斯,R.M。;Henne,P.A.,《数值优化机翼设计》,J.Aircr。,15, 407-412 (1978)
[63] Economon,T.D。;帕拉西奥斯,F。;科普兰,S.R。;卢卡奇克,T.W。;Alonso,J.J.,SU2:一个用于多物理模拟和设计的开源套件,AIAA J.,54,828-846(2016)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。