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树脂传递模塑中的贝叶斯反演。 (英语) Zbl 1446.65097号

摘要:我们研究了树脂传递模塑(RTM)过程中出现的贝叶斯逆问题,该过程通常用于制造纤维增强复合材料。正演模型由多孔介质中的移动边界问题描述。在RTM中注入树脂的过程中,我们的目标是在压力测量和树脂运动区域观察可用时,立即更新我们对材料渗透率的概率知识。通过这些测量/观测的反演对材料渗透率进行概率动态表征,对于优化实时控制至关重要,该控制旨在最大限度地减少工艺持续时间和RTM内缺陷形成的风险。我们考虑RTM的一维(1D)和二维(2D)正演模型。基于一维情形的解析解,我们证明了无穷维框架内序列贝叶斯公式产生的后验序列的存在性,我们研究了全贝叶斯序贯蒙特卡罗方法(SMC)在高维反问题中的应用。通过SMC,我们构建了一个基准,并与之比较了一种新的正则化集成卡尔曼算法(REnKA)的性能,我们建议该算法在实际场景下以计算效率高的方式逼近后验。我们研究了所提出的REnKA在可调参数和计算成本方面的鲁棒性。我们展示了REnKA与含有少量颗粒的SMC相比的优势。我们进一步研究了在一维和二维设置下,与RTM相关的REnKA的实际方面,包括压力传感器配置和观测噪声水平对通过贝叶斯后验序列量化的测井渗透率不确定性的影响。这项工作的结果对于RTM以外的其他应用也很有用,RTM可以通过随机移动边界问题建模

MSC公司:

65立方米 含偏微分方程初值和初边值问题反问题的数值方法
2015年1月62日 贝叶斯推断
65二氧化碳 蒙特卡罗方法
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参考文献:

[1] Beskos,A。;Jasra,A。;Muzaffer,E。;Stuart,A.,贝叶斯椭圆反问题的序贯蒙特卡罗方法,统计计算。,25, 727-737, (2015) ·Zbl 1331.65012号 ·doi:10.1007/s11222-015-9556-7
[2] 阿德勒·R·J。;Taylor,J.E.,《随机场与几何》(2007),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1149.60003号
[3] 阿德瓦尼,S.G。;Sozer,E.M.,《复合材料制造过程建模》(2011),佛罗里达州博卡拉顿:CRC出版社,佛罗里达州波卡拉顿
[4] Astrom,T.,《聚合物复合材料制造》(1997),伦敦:查普曼和霍尔出版社,伦敦
[5] 比克尔,P。;李,B。;Bengtsson,T.,《高维自举粒子过滤器的夏普失败率》,《推动当代统计的极限:纪念Jayanta K Ghosh的贡献》,第3卷,318-329,(2008),俄亥俄州比奇伍德:俄亥俄州比奇伍德数学统计研究所
[6] Bracewell,R.,傅里叶变换及其应用,(1978),东京:Kogakusha,Ltd.,东京·Zbl 0149.08301号
[7] 汉堡,G。;van Leeuwen,P.J。;Evensen,G.,集合卡尔曼滤波器中的分析方案,Mon。《天气评论》,1261719-1724,(1998)·doi:10.1175/1520-0493(1998)126<1719:ASITEK>2.0.CO;2
[8] 肖邦,N.,《静态模型的序贯粒子滤波方法》,《生物统计学》,89,539-552,(2002)·Zbl 1036.62062号 ·doi:10.1093/biomet/89.3539
[9] 科特,S.L。;Roberts,G.O。;Stuart,A.M。;White,D.,MCMC函数方法:修改旧算法使其更快,Stat.Sci。,28, 424-446, (2013) ·Zbl 1331.62132号 ·doi:10.1214/13-STS421
[10] Doucet,A。;新墨西哥州弗雷塔斯。;Gordon,N.,《连续蒙特卡罗方法在实践中》,(2001),柏林:施普林格,柏林·Zbl 0967.00022号
[11] 邓洛普,M.M。;Iglesias,医学硕士。;Stuart,A.M.,层次贝叶斯水平集反演,统计计算。,27, 1555, (2017) ·Zbl 1384.62084号 ·doi:10.1007/s11222-016-9704-8
[12] 埃默里克,A.A。;Reynolds,A.C.,利用多重数据同化实现更平滑的集成,计算。地理学会。,2013年3月55日至15日·doi:10.1016/j.cageo.2012.03.011
[13] Endruweit,A。;Long,A.C.,纤维间距随机变化对双向织物渗透率的影响,复合材料A,37,679-694,(2006)·doi:10.1016/j.compositesa.2005.08.003
[14] Endruweit,A。;Long,交流。;罗比塔耶,F。;Rudd,C.D.,随机纤维角度变化对双向织物渗透率的影响,复合材料A,37,122-132,(2006)·doi:10.1016/j.compositesa.2005.04.014
[15] Evensen,G.,《数据同化:集合卡尔曼滤波器》(2009),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1395.93534号
[16] Hanke,M.,正则化Levenberg–Marquardt方案,应用于地下水反滤问题,反问题,13,79-95,(1997)·Zbl 0873.65057号 ·doi:10.1088/0266-5611/13/007
[17] 希特,C.W。;Nichols,B.D.,自由边界动力学的流体体积(VOF)方法,J.Compute。物理。,19, 201-225, (1981) ·Zbl 0462.76020号 ·doi:10.1016/0021-9991(81)90145-5
[18] Iglesias,M.A.,水库模型中集合数据同化的迭代正则化,计算。地理学会。,19, 177-212, (2014) ·Zbl 1330.86015号 ·doi:10.1007/s10596-014-9456-5
[19] Iglesias,M.A.,PDE约束反问题的正则化迭代集合Kalman方法,反问题,32,(2016)·Zbl 1334.65110号 ·doi:10.1088/0266-5611/32/2/025002
[20] 伊格莱西亚斯,M。;法律,K。;Stuart,A.,反问题的集合卡尔曼滤波器,反问题,29,(2013)·Zbl 1311.65064号 ·doi:10.1088/0266-5611/29/4/045001
[21] Jasra,A。;斯蒂芬斯,D.A。;Doucet,A。;Tsagaris,T.,《通过自适应序贯蒙特卡罗对Levy-driven随机波动率模型的推断》,Scand。J.Stat.,38,1-22,(2011)·兹比尔1246.91149 ·数字对象标识代码:10.1111/j.1467-9469.2010.00723.x
[22] 坎塔斯,N。;Beskos,A。;Jasra,A.,高维逆问题的序贯蒙特卡罗方法:Navier–Stokes方程的案例研究,SIAM/ASA J.不确定性。量化,2464-489,(2014)·Zbl 1308.65010号 ·doi:10.1137/130930364
[23] Kirsch,A.,《反问题数学理论导论》(1996),柏林:施普林格出版社,柏林·兹比尔0865.35004
[24] A.孔。;Liu,J.S。;Wongs,W.H.,《序贯插补和贝叶斯缺失数据问题》,美国统计协会,89,278-288,(1994)·Zbl 0800.62166号 ·doi:10.1080/01621459.1994.10476469
[25] Lasanen,S。;J.M J.Huttunen。;Roininen,L.,Whittle–贝叶斯统计反演的Matérn先验及其在电阻抗断层成像中的应用,反问题成像,8561-586,(2014)·Zbl 1302.65245号 ·doi:10.3934/ipi.2014.8.561
[26] Lehtinen,M.S。;佩瓦伦塔。;Somersalo,E.,广义随机变量的线性反问题,反问题,5599,(1989)·Zbl 0681.60015号 ·doi:10.1088/0266-5611/5/4/011
[27] Long,A.C.,纺织复合材料的设计与制造,(2005),剑桥:伍德黑德出版社,剑桥
[28] Matérn,B.,《空间变化》(1986),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 0608.62122号
[29] 松崎,R。;Shiota,M.,《真空辅助树脂传递成型过程中随机树脂流动模拟与视觉观察相结合的数据同化:数值研究》,复合材料,84,43-52,(2016)·doi:10.1016/j.compositesa.2016.01.006
[30] 马特维耶夫,M.Y。;球,F。;琼斯,I.A。;Long,交流。;Schubel,P.J。;Tretyakov,M.V.,《自动干纤维铺放(ADFP)制造的纤维预制件几何形状的不确定性及其对渗透率的影响》,J.Compos。材料。,52, (2018) ·doi:10.1177/0021998317741951
[31] 中耳炎,T.S。;斯科多斯,A.A。;Long,A.C.,《纤维热固性复合材料制造中的不确定性:综述》,复合材料A,57,67-75,(2014)·doi:10.1016/j.compositesa.2013.11.004
[32] 莫迪,D。;北卡罗来纳州科雷亚。;约翰逊,M。;Long,A。;陆克文,C。;Robitaille,F.,真空输液过程的主动控制,复合材料A,38,1271-1287,(2007)·doi:10.1016/j.compositesa.2006.11.012
[33] Moral,P.D.,Feynman-Kac公式:谱系和相互作用粒子系统及其应用,(2004),柏林:施普林格,柏林·Zbl 1130.60003号
[34] 道德博士。;Doucet,A。;Jasra,A.,《序贯蒙特卡罗采样器》,J.R.Stat.Soc.B,68,411-436,(2006)·Zbl 1105.62034号 ·文件编号:10.1111/j.1467-9868.2006.00553.x
[35] Neal,R.M.,退火重要性抽样,统计计算。,11, 125-139, (2001) ·doi:10.1023/A:1008923215028
[36] 尼尔森,D.R。;Pitchumani,R.,通过实时预成型体渗透率估计控制树脂转移模塑中的流动,Polym。组成。,23, 1087-1110, (2002) ·doi:10.1002/pc.10504
[37] Padmanabhan,S.K。;Pitchumani,R.,《树脂传递模塑过程中非等温流动的随机建模》,《国际热质传递杂志》。,42, 3057-3070, (1999) ·Zbl 0944.76531号 ·doi:10.1016/S0017-9310(98)00377-9
[38] 帕克,M。;Tretyakov,M.V.,《随机树脂转移模塑工艺》,SIAM/ASA J.《不确定性》。量化,1110-1135,(2017)·Zbl 1388.35233号 ·doi:10.1137/16M1096578
[39] 拉斯穆森,C.E。;Williams,C.K I.,《机器学习的高斯过程》(2005),马萨诸塞州剑桥:麻省理工学院出版社,马萨诸塞诸塞州坎布里奇
[40] 席林斯,C。;Stuart,A.,《反问题的集合卡尔曼滤波器分析》,SINUM,551264-1290,(2017)·Zbl 1366.65101号 ·doi:10.1137/16M105959X
[41] 夏尔马,S。;Siginer,D.A.,纤维增强复合材料多孔介质渗透率测量方法,ASME应用。机械。第63版(2010年)·数字标识代码:10.1115/1.4001047
[42] Sriramula,S。;Chryssanthopoulos,M.K.,FRP复合材料随机分析中不确定性建模的量化,复合材料A,40,1673-1684,(2009)·doi:10.1016/j.com位置.2009.08.020
[43] Stein,M.L.,《空间数据插值:克里金的一些理论》(1999),柏林:斯普林格出版社,柏林·Zbl 0924.62100号
[44] 斯托达尔,A.S。;Karlsen,H.A。;Nvdal,G。;Skaug,H.J。;Vallès,B.,《架桥集成卡尔曼滤波器和粒子滤波器:自适应高斯混合滤波器》,计算。地理学会。,15, 293-305, (2011) ·Zbl 1213.62151号 ·doi:10.1007/s10596-010-9207-1
[45] 斯托达尔,A.S。;Valestrand,R。;Karlsen,H.A。;Nvdal,G。;Skaug,H.J.,在合成油藏模型上比较自适应高斯混合滤波器和集合卡尔曼滤波器,计算。地理学会。,16, 467-482, (2012) ·doi:10.1007/s10596-011-9262-2
[46] Stuart,A.,《逆向问题:贝叶斯观点》,《数值学报》,第19期,第451-559页,(2010年)·Zbl 1242.65142号 ·doi:10.1017/S0962492910000061
[47] 塔塔科夫斯基,D.M。;Winter,C.L.,《随机多孔介质中自由表面的动力学》,SIAM J.Appl。数学。,61, 1857-1876, (2001) ·Zbl 0984.60077号 ·doi:10.1137/S00361399999358180
[48] Voller,V.R.,流体和固体的基本控制体积有限元方法,(2009),新加坡:世界科学,新加坡·Zbl 1162.74002号
[49] 魏伯杰。;Chang,Y.S。;姚,Y。;Fang,J.,树脂转移模塑局部渗透性的在线评估和监测,Polym。组成。,37, 1249-1258, (2016) ·doi:10.1002/pc.23290
[50] 张,F。;Cosson,B。;科马斯·卡多纳,S。;Binetruy,C.,具有随机纤维渗透率的RTM过程的高效随机模拟方法,Compos。科学。技术。,71, 1478-1485, (2011) ·doi:10.1016/j.compscitech.2011.06.006
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