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含GPe异质性的帕金森模型中异常β振荡的出现及不确定量化分析
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作者 陈亚倩 康艳梅 高凤银 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1085-1094,共10页
已有实验研究发现,帕金森患者基底神经节[主要是丘脑底核(STN)及外侧苍白球(GPe)]的神经元群与大脑皮层的神经元群会产生频率介于13~30 Hz的同步异常β振荡;而且在该疾病中外侧苍白球的功能具有异质性,即可将其分为A型和Ⅰ型2类。为了... 已有实验研究发现,帕金森患者基底神经节[主要是丘脑底核(STN)及外侧苍白球(GPe)]的神经元群与大脑皮层的神经元群会产生频率介于13~30 Hz的同步异常β振荡;而且在该疾病中外侧苍白球的功能具有异质性,即可将其分为A型和Ⅰ型2类。为了探讨突触时滞对这种异常β振荡出现的影响,建立了一个包含STN、A型GPe、Ⅰ型GPe及兴奋与抑制性皮层神经元群的均场模型,并运用Hopf分岔理论研究了突触传输时滞对异常β振荡的调控作用。考虑到该模型中突触权重难以准确测量,进一步运用多项式混沌展开和Sobol灵敏度分析对该参数进行了不确定性量化分析。研究表明,皮层对STN的兴奋性连接权重以及A型GPe对STN的抑制性连接权重是调控该模型中异常振荡频率的主要因素。研究还表明:在间接调控STN活动的突触权重中,皮层内部连接权重的改变对异常振荡频率也具有较大的影响。 展开更多
关键词 帕金森疾病 β振荡 传输时滞 突触权重 不确定量化
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基于自适应稀疏多项式混沌的流场/声爆多源不确定量化技术研究 被引量:2
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作者 赵欢 黄宇君 邢浩楠 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2027-2042,共16页
考虑不确定性的飞行器流场/声爆多学科不确定量化和稳健优化设计技术已经成为满足未来环保型超音速民机设计要求最有希望的途径之一.然而传统的飞行器气动不确定量化方法花费巨大,适用范围窄,并遭遇了严重的维数灾难难题,难以满足复杂流... 考虑不确定性的飞行器流场/声爆多学科不确定量化和稳健优化设计技术已经成为满足未来环保型超音速民机设计要求最有希望的途径之一.然而传统的飞行器气动不确定量化方法花费巨大,适用范围窄,并遭遇了严重的维数灾难难题,难以满足复杂流场/声爆多源不确定性量化需求.针对这一难题,文章改进了前期提出的自适应前向−后向选择(AFBS)算法,提出了一种基于全自适应前向−后向选择(FAFBS)的高效稀疏多项式混沌(PC)重构方法.该方法相对于经典的前向选择算法——最小角回归(LAR)和正交匹配追踪(OMP)以及全PC方法,其充分结合了前向选择和后向消除算法的优势,全自适应地选择对近似问题最优的PC项,并剔除掉不重要的PC项,从而避免了拟合噪声的产生,显著加强了PC重构的稀疏性和拟合过程的可靠性.文章使用两个典型复杂应用对该方法的有效性和稳定性进行了全面验证,包括考虑温度、湿度、飞行高度和马赫数不确定的经典音爆多源不确定量化,以及考虑加工误差和飞行状态参数不确定的跨音速翼型复杂流场不确定量化等.结果均显示,基于FAFBS的PC方法获得了最快的误差收敛率以及最小的近似误差,基于LAR的PC方法的收敛率显著慢于基于FAFBS的PC方法,而原始的全PC方法收敛最慢.并相对于直接使用蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析,使用基于FAFBS的PC方法在达到相同矩估计准确率时,计算花费减少3个数量级,可完全满足高效飞行器复杂流场/声爆多源不确定量化以及多学科稳健设计需求. 展开更多
关键词 稀疏多项式混沌展开 全自适应前向−后向选择 气动不确定量化 音爆不确定量化 多学科稳健优化设计
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基于直接模拟蒙特卡洛方法的真空羽流不确定量化研究 被引量:4
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作者 陈浩 林震 +2 位作者 刘成诚 张斌 刘洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-84,共12页
真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏... 真实流动环境下的真空羽流必然存在着各种不确定性,那么确定性输入条件的数值模拟必然会存在偏差,因此需进一步研究不确定性对羽流流动特征的影响规律。本文采用直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,对不确定性输入的羽流流场进行模拟;采用稀疏的概率配置点方法对来流、壁面及模型参数等输入不确定量进行描述,对不确定性的传播和输出目标的平均值、方差及不确定度进行计算。研究表明,流场不确定性沿流线传播至流速最大处之后迅速增强,并在声速线前出现骤减的现象;传播至声速线之后,挡板壁面输入不确定性的影响凸显。其中最为显著的是,压力不确定度在挡板驻点位置达到全场最大值,约为输入不确定量(3.54%)的2.1倍。此外,温度跳跃不确定度受到壁面温度不确定性输入的限制而近似保持为一个恒定值,约为输入不确定度的0.8倍。进而,壁面热流不确定度(5.54%)比壁面正应力不确定度(6.25%)略小,切应力不确定度最小(5.07%)。Sobol’全局敏度分析表明,喉道速度和喉道压力的输入不确定性对气动力/热不确定度的贡献是最大的,且远远超过了壁面温度和模拟分子直径不确定性输入的贡献。 展开更多
关键词 不确定量化 直接模拟蒙特卡洛法 真空羽流 配置点方法 气动特性
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基于评价核数据抽样的不确定度量化及同化方法研究
4
作者 黄义涵 祖铁军 +2 位作者 刘铮鸣 曹良志 吴宏春 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1176-1184,共9页
不确定度量化及核数据同化对提高核反应堆中子学计算精度有重要意义。本文基于评价核数据抽样方法进行中子学计算结果的不确定度量化,基于贝叶斯-蒙特卡罗方法建立了核数据同化方法,结合宏观装置实测结果及测量不确定度,对评价核数据进... 不确定度量化及核数据同化对提高核反应堆中子学计算精度有重要意义。本文基于评价核数据抽样方法进行中子学计算结果的不确定度量化,基于贝叶斯-蒙特卡罗方法建立了核数据同化方法,结合宏观装置实测结果及测量不确定度,对评价核数据进行同化,以降低目标核反应堆中子学计算结果与实测结果之间的偏差。利用以上方法对中国实验快堆CEFR、美国ZPPR反应堆等钠冷快堆开展了核数据同化研究并进行了两方面测试:一方面,利用与以上两个装置相似的反应堆分别对核数据进行同化,同化后CEFR有效增殖因数计算偏差从先验评价核数据库的-588 pcm降低到34 pcm,ZPPR-9由先验核数据库的-700 pcm降低到59 pcm;另一方面,利用CEFR的实验测量数据对核数据进行同化,有效降低了CEFR的有效增殖因数、控制棒价值、钠空泡反应性系数等多响应的计算偏差和不确定度。表明建立的基于评价核数据抽样的不确定度量化及核数据同化方法,可通过优化核数据使中子学计算结果与实验结果更加吻合。 展开更多
关键词 评价核数据 不确定量化 核数据同化 贝叶斯理论
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离心压缩机性能预测中雷诺平均湍流模型的不确定度量化与分析
5
作者 王同生 席光 +3 位作者 孙中国 张晨庆 李安娜 黄柱 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第9期187-196,共10页
采用雷诺平均Navier-Stokes (RANS)湍流模型预测离心压缩机的气动性能往往与实验测量结果存在显著差异。为量化RANS模型对离心压缩机性能预测的不确定度,通过对可实现且物理约束的雷诺应力张量特征值和特征向量进行扰动,即在质心图内通... 采用雷诺平均Navier-Stokes (RANS)湍流模型预测离心压缩机的气动性能往往与实验测量结果存在显著差异。为量化RANS模型对离心压缩机性能预测的不确定度,通过对可实现且物理约束的雷诺应力张量特征值和特征向量进行扰动,即在质心图内通过非均匀扰动方法将基础流动扰动至湍流的3个极限状态,以获得湍流输运方程生成项的极值,进而量化RANS模型中的L2不确定度。在离心压缩机性能曲线左端的可用工况下,施加扰动后湍流模型预测的总压比和多变效率的置信区间基本覆盖了整个工况范围内的实验结果,不施加扰动时的数值预测和实验结果之间的最大总压比偏差为4.37%和最大多变效率偏差为0.9%。进一步探究了不同扰动对离心叶轮叶片吸力面流动分离发生位置的影响规律,结果显示:雷诺应力张量单组分的特征值扰动对流动分离预测较保守,而单组分特征向量扰动的预测则较激进。RANS模型的不确定度对气动性能边界的预测可进一步用于实验测量数据的交叉验证。 展开更多
关键词 湍流模型 离心压缩机 不确定量化 非均匀扰动
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单视角CT非线性图像重建不确定度量化研究
6
作者 唐志鹏 管永红 景越峰 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第5期119-131,共13页
闪光照相技术可以对快速物理过程进行诊断,但由于是瞬时照相,获得的投影数量稀少。考虑视角典型受限(即一个视角)的情况下,CT图像重建不确定度量化方法的研究。目前的单视角CT图像重建不确定度量化方法通常假设在线性光程方程中含有高... 闪光照相技术可以对快速物理过程进行诊断,但由于是瞬时照相,获得的投影数量稀少。考虑视角典型受限(即一个视角)的情况下,CT图像重建不确定度量化方法的研究。目前的单视角CT图像重建不确定度量化方法通常假设在线性光程方程中含有高斯噪声的模型,但这种物理模型过于简化。从朗博比尔定律(Lambert-Beer’s law)出发,构建了关于透射率的指数衰减方程及其高斯噪声项,得到更合理的非线性图像重建模型,推导得到相应的非线性后验概率密度函数,然后利用RTO算法以及Gibbs算法对该后验概率进行抽样,通过统计抽样样本得到图像重建的平均值及其不确定度。为了验证新方法的有效性,给出了模拟数据,并与基于光程方程的线性图像重建结果进行了对比,结果表明基于透射率方程的非线性图像重建方法具有更好的不确定度估计潜力。 展开更多
关键词 非线性图像重建 单视角CT 不确定量化 贝叶斯推理 马尔可夫链蒙特卡罗
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基于随机抽样的衰变热不确定度量化研究
7
作者 马纪敏 郭海兵 黄洪文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1280-1286,共7页
为研究核数据引起的核素存量及导出量的不确定度,在自主程序GNET上实现了基于随机抽样的不确定度量化方法。利用贝叶斯更新方法获得裂变产物独立产额的协方差数据,弥补裂变产额协方差数据缺失。对热中子引起的235U一次裂变后衰变热不确... 为研究核数据引起的核素存量及导出量的不确定度,在自主程序GNET上实现了基于随机抽样的不确定度量化方法。利用贝叶斯更新方法获得裂变产物独立产额的协方差数据,弥补裂变产额协方差数据缺失。对热中子引起的235U一次裂变后衰变热不确定度进行了计算。结果表明,裂变产物产额的不确定度贡献占主要部分。该算例表明GNET程序具备了核素存量的不确定度量化功能。 展开更多
关键词 不确定量化 随机抽样 衰变热 协方差 贝叶斯更新方法
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舰船非接触水下爆炸系统的混合不确定度量化 被引量:2
8
作者 梁霄 杨伊伊 +1 位作者 陈江涛 王瑞利 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期115-126,共12页
[目的]舰船非接触水下爆炸建模与仿真(M&S)中同时存在品目繁多的认知不确定度和偶然不确定度,在M&S过程中引入的不确定度导致系统响应量(SRQ)的数值模拟结果与试验真值间产生较大偏差,影响M&S的性能。而使用非接触水下爆炸... [目的]舰船非接触水下爆炸建模与仿真(M&S)中同时存在品目繁多的认知不确定度和偶然不确定度,在M&S过程中引入的不确定度导致系统响应量(SRQ)的数值模拟结果与试验真值间产生较大偏差,影响M&S的性能。而使用非接触水下爆炸不确定度量化(UQ)方法能提高M&S的可靠性和可信度。[方法]首先,针对无物理意义、通过试验直接标定的唯象参数,使用D-S证据理论(DSTE)融合不同学科专家(SME)的建议,得到唯象参数赋值区间和基本信度分配(BBA)函数。鉴于SME的个人工程经验和知识结构的局限性,采用多证据、多周期性融合方法,提高认知不确定度量化的客观性。其次,使用蒙特卡罗法研究非接触水下爆炸中高维输入偶然不确定度的传播。最后,当偶然不确定度和认知不确定度同时存在时,将唯象参数作为外层,不确定的物理量作为内层,使用双层循环法执行非接触水下爆炸的混合不确定度量化。[结果]结果表明,改进后的DSTE方法缩小了认知不确定度的取值范围,对SME初始意见改动较大,计算所得认知不确定度的BBA更精确、客观性更强。双层循环法可计算得到舰船非接触水下爆炸SRQ的可信置信区间和BBA,结果与常识吻合。[结论]研究结果可用于指导舰船防护设计和提高水下兵器爆炸毁伤能力。 展开更多
关键词 混合不确定量化 非接触水下爆炸 D-S证据理论 认知不确定 双层循环
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基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化 被引量:2
9
作者 梁霄 王瑞利 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1673-1680,共8页
精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置... 精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间,使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上,结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系,导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度,通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布,使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法,给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明,爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性,在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药,发现给出的置信区间较宽,与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法,为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。 展开更多
关键词 冲击Hugoniot关系 不确定量化 爆压 Chapman-Jouguet理论 自适应基函数多项式混沌 拟单调性
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Menter SST湍流模型系数在高速流动模拟中的不确定度量化研究
10
作者 陈鑫 王刚 叶正寅 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期70-85,I0002,共17页
Menter SST湍流模型系数的不确定性会对高速流动数值模拟的结果产生显著影响。本文针对二维压缩拐角、二维圆柱和三维双椭球体3个典型高速模型,定量评估湍流模型封闭系数不确定性对数值模拟的影响。首先,采用非嵌入多项式混沌方法量化由... Menter SST湍流模型系数的不确定性会对高速流动数值模拟的结果产生显著影响。本文针对二维压缩拐角、二维圆柱和三维双椭球体3个典型高速模型,定量评估湍流模型封闭系数不确定性对数值模拟的影响。首先,采用非嵌入多项式混沌方法量化由Menter SST湍流模型封闭系数不确定性导致的气动力/热数值模拟的不确定度;然后,依据Sobol敏感性指标对封闭系数的敏感性进行排序,辨识导致不确定度的关键因素。研究结果表明气动热的不确定度普遍大于气动力。在考察的9个封闭系数中,σ_(ω1)、β^(*)、κ、a_(1)是对数值模拟结果不确定度贡献较大的关键模型参数,其敏感性大小与当地流动特征相关:在流动的大部分区域内,生成项系数σ_(ω1)和κ是导致数值模拟结果不确定度的主要因素;而在流动发生分离或出现激波后的区域,数值模拟结果受耗散项系数β^(*)与剪切应力限制器参数a_(1)的影响更显著。 展开更多
关键词 不确定量化 高速流动 敏感性分析 Menter SST 湍流模型 封闭系数
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基于随机子空间识别的模态参数不确定性量化方法 被引量:2
11
作者 罗杰 康杰 +1 位作者 孙嘉宝 曾舒洪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期272-279,共8页
基于协方差驱动随机子空间识别(covariance-driven stochastic subspace identification,SSI-COV)方法的模态参数识别具有强鲁棒性、高精度的优势,在结构工作模态分析中应用广泛。为保证模态参数识别的准确性,新近提出的基于随机子空间(... 基于协方差驱动随机子空间识别(covariance-driven stochastic subspace identification,SSI-COV)方法的模态参数识别具有强鲁棒性、高精度的优势,在结构工作模态分析中应用广泛。为保证模态参数识别的准确性,新近提出的基于随机子空间(stochastic subspace identification,SSI)的模态参数不确定性量化方法,可有效估计模态参数的方差,但由于其计算各中间变量时,需显式表示出Jacobian矩阵,导致矩阵运算维度高、计算效率低。为此,提出一种基于SSI-COV的模态参数不确定度高效计算方法。首先,计算振动响应相关函数的方差,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD),选取合适的奇异值截断阶数,由每阶奇异向量组装出多组Hankel矩阵的扰动。其次,根据一阶矩阵摄动理论,隐式计算SSI-COV算法各中间变量的一阶扰动,最终,由多组模态参数的扰动叠加计算出方差。最后,以桁架结构模型为例,采用所提方法辨识结构模态参数并计算模态参数方差,分析了Hankel矩阵维度及相关函数奇异值截断阶数对辨识结果的影响,结果表明计算得到的模态参数方差与蒙特卡洛仿真(Monte Carlo simulation,MCS)结果非常接近,且模态参数不确定度可作为剔除虚假模态的有效依据。 展开更多
关键词 模态分析 随机子空间法 不确定量化 非白激励
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核数据引起的研究堆有效增殖因子计算不确定度量化
12
作者 孙静宇 马纪敏 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期120-126,共7页
为了深入研究核数据不确定度对JRR-3M研究堆有效增殖因子计算的影响,建立了一套基于蒙特卡罗法的核数据不确定度量化流程。具体方法为:使用核数据扰动软件SANDY扰动目标核素的重要反应道生成扰动文件,再通过核数据加工软件NJOY对扰动文... 为了深入研究核数据不确定度对JRR-3M研究堆有效增殖因子计算的影响,建立了一套基于蒙特卡罗法的核数据不确定度量化流程。具体方法为:使用核数据扰动软件SANDY扰动目标核素的重要反应道生成扰动文件,再通过核数据加工软件NJOY对扰动文件进行处理,最终利用核反应堆物理模拟软件OpenMC进行蒙特卡罗模拟。针对JRR-3M研究堆的控制棒全插、反应堆临界、控制棒全拔三种运行工况,对多个关键核素(如^(235)U、^(238)U、Hf等)的核数据不确定度给有效增殖因子计算带来的影响进行了详细分析。研究结果表明,^(177)Hf、^(235)U、^(1)H、^(27)Al的核数据不确定度对JRR-3M有效增殖因子具有显著影响。临界、控制棒全插和控制棒全提这3种工况下,核数据不确定引起的有效增殖因子总不确定度分别为660.8×10^(-5)、588.5×10^(-5)、708.4×10^(-5)。在各个工况下,^(235)U的次级粒子能量分布的影响都是最大的。研究发现,对以铪为主要组成材料的控制棒内,只有177Hf的核数据不确定度起主要影响。 展开更多
关键词 核数据 不确定量化 有效增殖因子 抽样法 研究堆
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^(56)Fe核数据对屏蔽计算不确定度的影响研究
13
作者 刘铮鸣 祖铁军 +2 位作者 黄义涵 吴宏春 曹良志 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1324-1332,共9页
^(56)Fe是反应堆屏蔽设计中的重要核素之一,量化^(56)Fe对屏蔽计算造成的不确定度,对确定反应堆屏蔽设计不确定度来源具有重要意义。本文首先利用评价核数据库抽样程序NECP-SOUL,基于JEFF-3.3、ENDF/B-Ⅷ.0进行抽样,然后对每个样本利用... ^(56)Fe是反应堆屏蔽设计中的重要核素之一,量化^(56)Fe对屏蔽计算造成的不确定度,对确定反应堆屏蔽设计不确定度来源具有重要意义。本文首先利用评价核数据库抽样程序NECP-SOUL,基于JEFF-3.3、ENDF/B-Ⅷ.0进行抽样,然后对每个样本利用核数据处理程序NECP-Atlas制作适用于屏蔽计算的多群数据库,利用离散纵标输运程序NECP-hydra计算ASPIS-Fe与ALARM-CF-FE-SHIELD-001基准题,量化探测器反应率计算结果的不确定度。结果表明,随屏蔽材料厚度的增加,不确定度逐渐增大;仅对截面协方差进行抽样时,弹性散射与非弹性散射截面协方差对快中子探测器反应率不确定度有较大影响,对1 Me V以上中子敏感的^(32)S(n,p)^(32)P探测器造成的不确定度最大达20%以上;此外,在同时考虑截面协方差与次级粒子角分布协方差后,不确定度量化结果会比仅考虑截面协方差时增加约2%。 展开更多
关键词 ^(56)Fe 协方差 不确定量化 屏蔽计算
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非接触水下爆炸下舰船冲击环境的不确定度量化 被引量:5
14
作者 梁霄 陈江涛 +1 位作者 王瑞利 胡星志 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第6期128-136,共9页
[目的]为挖掘和量化舰船非接触水下爆炸建模与模拟中的不确定性因素,开展高维随机变量对系统输出结果的影响研究。[方法]根据变量统计特征和工程经验,使用对数正态分布描述物理量的不确定度,使用Beta分布描述唯象参数的不确定度,并使用R... [目的]为挖掘和量化舰船非接触水下爆炸建模与模拟中的不确定性因素,开展高维随机变量对系统输出结果的影响研究。[方法]根据变量统计特征和工程经验,使用对数正态分布描述物理量的不确定度,使用Beta分布描述唯象参数的不确定度,并使用Rosenblatt变换将不同类型的相关随机变量组转化为服从独立同分布的正态分布变量组。此外,考虑到模型的复杂性且不确定性因素众多,使用基于二次自适应基函数的齐次Wiener混沌方法处理不确定度的传播,以提高计算效率。以甲板上弹簧系统试验装置为例,应用所提方法研究试验装置的冲击响应量的期望值、标准差、置信区间和概率密度函数。[结果]结果显示,舰船遭受水下爆炸冲击后,甲板一直处于振荡状,标准差的振荡相比期望值更大。[结论]研究结果可为非接触水下爆炸冲击影响以及评估舰船抗冲击性能提供依据。 展开更多
关键词 自适应基函数 不确定量化 非接触水下爆炸 酉变换 Rosenblatt变换 齐次Wiener混沌
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混合不确定度量化方法及其在计算流体动力学迎风格式中的应用 被引量:11
15
作者 梁霄 王瑞利 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期509-515,共7页
针对流体力学数值求解间断问题时,初始状态含有偶然和认知混合型的不确定性,将认知不确定度作为外层,偶然不确定度作为内层,分别使用非嵌入多项式混沌方法(non-intrusive polynomial chaos,NIPC)和概率盒(P-box)理论处理偶然不确定度和... 针对流体力学数值求解间断问题时,初始状态含有偶然和认知混合型的不确定性,将认知不确定度作为外层,偶然不确定度作为内层,分别使用非嵌入多项式混沌方法(non-intrusive polynomial chaos,NIPC)和概率盒(P-box)理论处理偶然不确定度和认知不确定度,发展了流体力学数值求解过程中,初始状态含有混合不确定度传播量化的一种方法。以迎风格式和黎曼解法器求解Sod问题为例,评估了左状态密度(偶然不确定度)和理想气体多方指数(认知不确定度)对模型输出结果的影响,有效验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 爆炸力学 建模与模拟 非嵌入多项式混沌法 混合不确定量化 概率盒
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基于自适应和投影Wiener混沌的圆筒实验不确定度量化 被引量:4
16
作者 梁霄 王瑞利 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期69-80,共12页
由于炸药爆轰现象的复杂性和人们对它的认知缺陷,其表征爆轰流体力学过程的物理数学模型具有较强的不确定性,要降低基于爆轰建模与模拟的数值结果做出决策的风险,量化和评估不确定输入对爆轰系统输出结果的影响尤为重要。本文中针对具... 由于炸药爆轰现象的复杂性和人们对它的认知缺陷,其表征爆轰流体力学过程的物理数学模型具有较强的不确定性,要降低基于爆轰建模与模拟的数值结果做出决策的风险,量化和评估不确定输入对爆轰系统输出结果的影响尤为重要。本文中针对具有高维随机变量的爆轰问题的不确定度量化,使用自适应基函数的Wiener混沌方法、耦合旋转变换和投影方法,减少截断空间的长度。针对输入变量相关性,使用Rosenblatt变换使其相互独立。针对不符合标准正态分布的变量使用等概率原则,将它化为标准正态分布。最后,使用自主研发的具有完全知识产权的爆轰数值模拟软件LAD2D,研究了具有高维不确定参数的圆筒实验的不确定度量化,给出期望、标准差、置信区间等统计信息,所得问题与实验数据比对,从而确认了模型的有效性。 展开更多
关键词 圆筒模型 不确定量化 自适应基函数 JWL状态方程 Rosenblatt变换
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基于非嵌入多项式混沌的爆轰不确定度量化 被引量:3
17
作者 梁霄 王瑞利 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期672-677,共6页
固体炸药爆轰是极为复杂的极端物理和化学过程,发生在极小的时间尺度和极小的空间尺度内,产生极高的爆压和极快的爆速,给理论研究和实验带来巨大的挑战,数值模拟成为极为重要的研究手段。验证、确认和不确定度量化综合了实验和数值模拟... 固体炸药爆轰是极为复杂的极端物理和化学过程,发生在极小的时间尺度和极小的空间尺度内,产生极高的爆压和极快的爆速,给理论研究和实验带来巨大的挑战,数值模拟成为极为重要的研究手段。验证、确认和不确定度量化综合了实验和数值模拟的优点。针对圆筒试验问题,使用基于全张量积的多元非嵌入多项式混沌方法,给出了初始密度和JWL参数不确定时、圆筒位置和速度的期望、方差以及置信区间。结果发现试验数据均落在置信区间内。最后,使用信息熵方法给出实验不确定度量化,从而确认了模型的有效性。 展开更多
关键词 爆轰波 非嵌入多项式混沌 圆筒试验 张量积 不确定量化
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包装件振动可靠性的不确定度量化及灵敏度分析 被引量:3
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作者 朱大鹏 魏洁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期204-211,共8页
研究包装件参数不确定性对振动可靠性变化的影响,并分析振动可靠性指标对各不确定参数的灵敏度。采用Karhunen-Loeve展开将具有一定谱特征的平稳随机振动表示在标准正态随机变量空间中,应用一阶可靠性方法分析线性包装件振动可靠性指标... 研究包装件参数不确定性对振动可靠性变化的影响,并分析振动可靠性指标对各不确定参数的灵敏度。采用Karhunen-Loeve展开将具有一定谱特征的平稳随机振动表示在标准正态随机变量空间中,应用一阶可靠性方法分析线性包装件振动可靠性指标。考虑缓冲材料弹性特性、阻尼特性、产品主体和脆弱部件之间的弹性特性、阻尼特性四个随机参数,对这些参数进行等概率转换,将它们用标准正态随机变量等效表示,根据拉丁超立方采样原则,在四维标准正态随机变量空间采样,应用数值分析研究可靠性指标的变化情况。根据可靠性指标的概率分布选取合理的正交混沌多项式类型,应用非嵌入分析法分析混沌多项式的系数。在获得可靠性指标的多项式混沌展开表达后,采用Sobol法分析可靠性指标的全局灵敏度。给出了一个实例分析,介绍了应用多项式混沌展开对振动可靠性指标进行不确定量化的过程及可靠性指数的分析结果。 展开更多
关键词 不确定量化 可靠性指标 多项式混沌展开 全局灵敏度 Sobol指标分析
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来流导致的高超声速气动热不确定度量化分析 被引量:9
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作者 张伟 王小永 +1 位作者 于剑 阎超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1102-1109,共8页
通常的CFD计算都是确定性的,然而复杂工程数值模拟中必然存在误差与不确定度,分析与辨识其不确定度来源,对不确定度进行量化分析,对数值模拟可信度评估有重要意义。在高超声速飞行器气动热计算中,为获得更加可靠的气动热数据和鉴定影响... 通常的CFD计算都是确定性的,然而复杂工程数值模拟中必然存在误差与不确定度,分析与辨识其不确定度来源,对不确定度进行量化分析,对数值模拟可信度评估有重要意义。在高超声速飞行器气动热计算中,为获得更加可靠的气动热数据和鉴定影响气动热预测的关键因素,对返回舱开展了气动热不确定度量化分析和敏感性分析。首先选取来流速度、来流温度、壁面温度和来流密度4个不确定性输入变量,并且假定来流速度变化范围为±120 m/s(±2%),来流温度、壁面温度和来流密度变化范围为±10%。然后采用拉丁超立方抽样法生成样本,再通过热化学非平衡数值模拟方法进行气动热计算,最后分别运用基于非嵌入式多项式混沌(NIPC)的方法和基于Sobol指数的方法开展不确定度量化和敏感性分析。结果表明,在给定的输入变量不确定度的条件下,壁面热流不确定度不小于15.9%,在驻点和肩部存在峰值分别约为19.8%(0.087 MW/m^2)和17.3%(0.076 MW/m^2);相比而言,在给定变化范围内壁面热流对来流密度和来流速度更为敏感,来流温度和壁面温度对热流变化不产生明显影响。 展开更多
关键词 气动热 热化学非平衡 多项式混沌(PC) 不确定量化 敏感性分析
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横流转捩模型参数不确定度量化分析与应用研究 被引量:7
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作者 向星皓 张毅锋 +2 位作者 陈坚强 袁先旭 陈树生 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1141-1150,共10页
为获得横流转捩模型重要参数在不同工况下对转捩结果的定量影响规律并尝试获得更加准确可靠的转捩模型预测结果,开展了基于非嵌入式多项式混沌(NIPC)方法的横流转捩模型参数不确定度量化分析、参数敏感性分析及其应用研究。不确定度量... 为获得横流转捩模型重要参数在不同工况下对转捩结果的定量影响规律并尝试获得更加准确可靠的转捩模型预测结果,开展了基于非嵌入式多项式混沌(NIPC)方法的横流转捩模型参数不确定度量化分析、参数敏感性分析及其应用研究。不确定度量化分析方面,对基于γ-Reθt模型的完全当地化横流转捩模型的重要模型参数进行了拉丁超立方抽样,通过有限参数样本的S-K低速平板和无限展长后掠翼的数值计算,运用非嵌入式多项式混沌方法,定量分析了模型参数在不同类型转捩流场中的影响效能。在应用研究方面,以不确定度与参数敏感性定量分析结果为指导,对模型参数进行了横流诱导转捩条件下的筛选与标定,在NLF(2)-0415后掠翼、6:1标准椭球体以及DLR-F4翼身组合体算例中进行了验证,标定后的模型对多个算例的三维边界层横流转捩进行了较好的预测。 展开更多
关键词 多项式混沌 不确定量化 参数敏感性 横流转捩 转捩模型
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