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基于动态Kriging代理模型的起重机结构可靠性分析方法
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作者 范小宁 吕召国 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第2期264-269,共6页
针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数,依靠传统可靠度计算方法难以解决问题,提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法(ISM)的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模... 针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数,依靠传统可靠度计算方法难以解决问题,提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法(ISM)的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模型;再利用改进一次二阶矩法(FORM)结合Kriging代理模型求出最可能失效点,并以此为中心点构造重要抽样密度函数;最后基于所建立的代理模型通过ISM完成可靠度计算。通过引入与学习函数相结合的新增停止准则,降低有限元调用次数。通过工程案例验证,所提方法可以较好地平衡模型精度、结果误差与计算成本。 展开更多
关键词 起重机结构 动态kriging代理模型 学习函数 重要抽样 结构可靠性
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基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法研究
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作者 戴成昊 许文天 +3 位作者 彭佳宁 崔利通 梁树林 池茂儒 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期205-213,共9页
针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮... 针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮多边形磨耗情况。首先建立考虑柔性车轮的车辆动力学模型,在不同车速下以不同多边形阶次、粗糙度级的车轮多边形为激励做了大量仿真;通过Kriging代理模型构造了不同阶次下轴箱垂向振动加速度振动级关于车速、车轮粗糙度级的响应曲面;将实测轴箱加速度振动级和车速作为输入,代入KSM(Kriging Surrogate Model)响应曲面得到预测的车轮粗糙度级,并根据ISO 3095:2013标准判断车轮多边形磨耗严重程度。研究结果表明,在较为严重的多边形阶次下,预测的车轮粗糙度级与实际值基本一致,最小绝对误差可达0.14 dB/μm,最大绝对误差不超过1.50 dB/μm。此外,研究车轮多边形特征规律时发现:振动级与车轮粗糙度级是近似线性的关系,表明振动级作为研究车轮多边形的指标能够很好地反映轴箱加速度和车轮粗糙度级之间的关系;振动级随阶次和车速的变化规律呈现复杂的非线性关系,表明在制定车轮多边形限值时应考虑车速与阶次的影响。文中提出一种能够定量识别车轮多边形的方法,该方法在车轮多边形故障诊断应用中具有一定的理论意义和工程价值。 展开更多
关键词 铁道车辆 车轮多边形 kriging代理模型 轴箱振动 车轮粗糙度级 识别方
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基于Bayesian期望改进控制和Kriging模型的并行代理优化方法
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作者 杜晨 林成龙 +1 位作者 马义中 石雨葳 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1190-1204,共15页
针对经典期望改进策略因过于贪婪而易于陷入局部最优,以及Kriging模型十分适用于并行优化的特点,提出了基于Kriging模型和Bayesian期望改进控制的并行代理优化方法。实现过程中,Kriging模型在小样本条件下,建立输入与输出见的近似函数... 针对经典期望改进策略因过于贪婪而易于陷入局部最优,以及Kriging模型十分适用于并行优化的特点,提出了基于Kriging模型和Bayesian期望改进控制的并行代理优化方法。实现过程中,Kriging模型在小样本条件下,建立输入与输出见的近似函数关系。所提出的Bayesian期望改进控制策略充分利用Kriging模型对未试验点预测不确定性的度量能力,首先利用经典期望改进策略选取第一个试验点,并将其作为控制参考点;然后,借助所构造的控制函数更新贝叶斯期望改进控制策略,并将新增加试验点作为下个试验点选取的控制参考点。所提策略可以在提升全局探索能力的同时,使新试验点具有良好的空间分布特性。此外,借助控制函数调整方法,构建了两种拓展的Bayesian期望改进控制策略。数值算例及仿真案例结果表明:相比单点填充,Bayesian期望改进控制策略更高效;所提并行代理优化方法在同等精度条件下具有更好的稳健性及更快的收敛速度。 展开更多
关键词 期望改进策略 Bayesian期望改进控制 控制函数 kriging模型 并行代理优化方
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基于Kriging代理模型的新型箱梁气动外形优化
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作者 白桦 叶茂 +1 位作者 杨光 高广中 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期58-65,139,共9页
为解决传统的桥梁断面气动措施优化方法优化效率低下且搜索范围有限等缺点,提出了一种由风洞试验驱动,将Kriging代理模型和多点搜索策略相结合的主梁断面气动外形优化方法,对2000 m级悬索桥新型箱梁断面在倒L型导流板的水平板宽度L、下... 为解决传统的桥梁断面气动措施优化方法优化效率低下且搜索范围有限等缺点,提出了一种由风洞试验驱动,将Kriging代理模型和多点搜索策略相结合的主梁断面气动外形优化方法,对2000 m级悬索桥新型箱梁断面在倒L型导流板的水平板宽度L、下中央稳定板高度H和检修车轨道位置J构成的多参数设计空间内的气动外形进行优化。首先使用改进拉丁超立方试验设计方法获取设计空间内的初始样本点,通过风洞试验获得初始样本的颤振临界风速;然后建立设计参数和颤振临界风速的初始Kriging代理模型;接着使用新提出的并行加点准则添加更新点更新代理模型。最终优化获得了颤振性能最佳断面匹配的设计参数,通过风洞试验验证了优化结果的正确性。结果表明:Kriging代理模型结合多点搜索策略对桥梁断面气动外形进行优化,显著提高了优化效率;最优断面的颤振临界风速比原断面提高了51%,比单独设置倒L型导流板时提高了13%;倒L型导流板的水平板宽度L对颤振性能影响程度最为显著。 展开更多
关键词 桥梁工程 气动外形优化 kriging代理模型 风洞试验 箱梁 颤振性能
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基于Kriging模型和阈值因子的起重机主梁可靠性优化解耦方法
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作者 范小宁 贺嘉伟 肖辉 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期94-99,共6页
针对目前基于双循环起重机结构可靠性优化的复杂性和耗时性,本文利用阈值因子能够使最可能失效点(MPP)快速向满足可靠性约束的极限状态面靠拢,将Kriging代理模型和阈值因子解耦法相结合,建立了基于Kriging代理模型和阈值因子的起重机主... 针对目前基于双循环起重机结构可靠性优化的复杂性和耗时性,本文利用阈值因子能够使最可能失效点(MPP)快速向满足可靠性约束的极限状态面靠拢,将Kriging代理模型和阈值因子解耦法相结合,建立了基于Kriging代理模型和阈值因子的起重机主梁可靠性优化解耦方法。以主梁的横截面积作为目标,主梁强度、水平静刚度、垂直静刚度和垂直动刚度作为可靠性约束条件,完成了起重机主梁的可靠性优化。通过实例验证该方法优化后的起重机主梁在满足结构强度、刚度可靠性要求的同时,主梁横截面积减少约23.4%。该方法能够保持良好的准确性,说明了该方法的可行性和有效性。研究结果可为后续起重机结构可靠性优化设计提供了一个新的解决方法。 展开更多
关键词 起重机金属结构 kriging代理模型 阈值因子 解耦 可靠性优化
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基于Kriging代理模型的行星减速器结构可靠性分析
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作者 徐航 桂伟 +4 位作者 崔江红 李优华 何元春 谢桂平 吴耀庭 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
随着机器人传动精度需求的提升,对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响,分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂,且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题,基于应力-强度干涉理论... 随着机器人传动精度需求的提升,对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响,分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂,且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题,基于应力-强度干涉理论构建可靠度分析的功能函数,考虑模型的非线性问题,采用Kriging代理模型技术与Monte Carlo模拟法结合的可靠度主动学习算法,得到行星减速器的一般性可靠性分析方法。该方法利用学习函数进行样本点的更新,使得可靠度分析模型的拟合精度得到提升。利用有限元瞬态动力学仿真得到实际应力值,通过MATLAB进行函数求解,得到行星减速器的可靠度值以及各变量的灵敏度值,降低了样本点的迭代次数,提高了计算效率。对样机进行加速寿命试验,得到失效数据,仿真计算与试验偏差为7.1%,验证了模拟仿真方法的准确性,为进一步可靠性优化设计奠定基础。 展开更多
关键词 行星减速器 kriging代理模型 Monte Carlo模拟方 加速寿命试验
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基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法研究
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作者 钟维宇 蔡敢为 +1 位作者 柳林燕 付鑫 《机械设计》 北大核心 2025年第6期189-198,共10页
针对复杂系统的设计阶段存在内部子系统功能关系耦合强度不稳定、连接非线性化、不确定因素的问题,提出了基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法。首先,进行复杂系统总体功能分析、认知集合构建及可信度分配,结合复杂系统... 针对复杂系统的设计阶段存在内部子系统功能关系耦合强度不稳定、连接非线性化、不确定因素的问题,提出了基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法。首先,进行复杂系统总体功能分析、认知集合构建及可信度分配,结合复杂系统子系统间的功能不确定性,求解子系统样本点及功能子集;其次,根据1阶及2阶自适应Kriging模型,对功能子集在失效域内进行迭代,趋向目标区域;最后,采用功能度量法对功能组合进行可靠性优选。通过算例分析,验证了算法模型的有效性。 展开更多
关键词 kriging模型 认知不确定 功能分析 可信度分配 可靠性优化 举高消防车
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基于主动学习代理模型的结构时空相关可靠性分析方法
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作者 詹红有 梁峻源 肖宁聪 《电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期84-90,共7页
结构的极限状态方程常为隐函数,受到不确定性、时间和空间的影响,导致其输出为时变随机场。由于结构失效通常是小概率事件,需要大量有限元模拟,现有方法难以适用。尽管一阶/二阶可靠性分析方法可用,但精度和效率有限。该文提出基于主动... 结构的极限状态方程常为隐函数,受到不确定性、时间和空间的影响,导致其输出为时变随机场。由于结构失效通常是小概率事件,需要大量有限元模拟,现有方法难以适用。尽管一阶/二阶可靠性分析方法可用,但精度和效率有限。该文提出基于主动学习Kriging代理模型的时空相关可靠性分析方法,旨在提高计算效率。首先推导随机样本在时空域内的极值符号预测概率,然后构建相应的学习函数。通过选择具有最小符号预测概率的候选样本加入训练集,并序列地更新Kriging模型,直至所有候选样本的准确预测概率超过99%,同时计算失效概率。通过3个算例验证了所提方法的效率和准确性,为时空相关可靠性分析提供了新思路。 展开更多
关键词 时空相关可靠性 代理模型 主动学习 kriging模型 失效概率
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基于代理模型的YASA AFPM电机多目标分层优化设计
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作者 刘慧娟 刘广冬 易元元 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期59-73,共15页
为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率,降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本,提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先,根据灵敏度分析,结合目标偏好,将优化目标和优化变量分为两层。然后,对于第一层5维变量的优化问... 为了提高YASA AFPM电机的多目标电磁优化效率,降低优化算法复杂性和三维有限元分析成本,提出一种基于代理模型的多目标分层优化策略。首先,根据灵敏度分析,结合目标偏好,将优化目标和优化变量分为两层。然后,对于第一层5维变量的优化问题,建立一种Kriging代理模型,对模型精度进行了检验,并与人工神经网络和支持向量机代理模型进行了对比分析;对于第二层3维变量的优化问题,建立多项式响应面代理模型,研究优化变量之间的交互影响。最后,结合非支配排序遗传算法II得到最优Pareto解集,在可行解中选取转矩脉动最小的方案为最优解,实现转矩脉动降低68.9%,效率提升0.624%,成本下降2.2%,同时满足输出功率要求,验证了优化方法的有效性。 展开更多
关键词 无磁轭分段电枢轴向磁通永磁电机 多目标分层优化设计 分段偏移永磁体 kriging代理模型 多项式响应面模型 非支配排序遗传算
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不确定性下的固体火箭发动机性能精确代理建模方法 被引量:1
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作者 时茗扬 李春娜 +1 位作者 刘洋 龚春林 《推进技术》 北大核心 2025年第1期32-41,共10页
为了在保证固体火箭可靠性的同时尽可能提高其运载能力,需要在方案设计阶段的多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)过程中精确量化发动机推力曲线的不确定性。本文针对考虑不确定性的MDO过程中推力曲线的不确定... 为了在保证固体火箭可靠性的同时尽可能提高其运载能力,需要在方案设计阶段的多学科设计优化(Multidisciplinary Design Optimization,MDO)过程中精确量化发动机推力曲线的不确定性。本文针对考虑不确定性的MDO过程中推力曲线的不确定性难以精确量化以及不确定性分析效率过低的问题,提出了一种精确代理建模方法。通过本征正交分解方法实现发动机推力曲线不确定性的降维表达;建立Kriging代理模型来预测降维后模态系数的前4阶统计矩;使用最大熵法建立模态系数的精确概率分布模型,进而得到推力曲线的精确分布。对星型装药发动机的推力不确定性建模结果表明,推力不确定性分布的预测置信度可达98%;单次不确定性分析时间相比蒙特卡洛方法缩短99.92%。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 不确定性建模 最大熵 本征正交分解 代理模型
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基于Kriging代理模型的结构形状优化方法 被引量:15
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作者 肖立峰 张广泉 张以都 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第7期57-60,共4页
任何机械零件都是由结构尺寸和形状构成。通过常规设计手段,一般确定零件的整体结构尺寸,但大量局部的尺寸决定了零件形状,而零件的失效往往与零件形状是否合理密切相关。形状优化技术一般以有限元技术为基础,通过边界的迭代过程获得形... 任何机械零件都是由结构尺寸和形状构成。通过常规设计手段,一般确定零件的整体结构尺寸,但大量局部的尺寸决定了零件形状,而零件的失效往往与零件形状是否合理密切相关。形状优化技术一般以有限元技术为基础,通过边界的迭代过程获得形状优化。文中结合试验设计技术和近似代理技术,利用少量样本点建立高精度分析模型,代替原有零件模型,在代理模型上寻找符合约束条件的结构参数,从而获得零件的形状优化。首先阐述了该优化方法的设计思想和理论基础,最后以六角钢盘的结构优化为例说明了该方法的具体应用过程。 展开更多
关键词 形状优化 代理模型 kriging模型
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基于Kriging代理模型方法的含风电场电力系统暂态稳定不确定性分析 被引量:17
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作者 潘雄 孙丹 +3 位作者 刘延泉 范玉珍 蔡葆锐 李静涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1853-1863,共11页
在电网规划过程中,为了研究风电场并网运行电力系统的暂态稳定不确定性,采用Kriging代理模型来模拟电力系统。将基于概率权重矩的三阶多项式正态变换法预测得到的相关性随机风速作为随机输入,进行系统暂态时域仿真得到随机响应,建立系统... 在电网规划过程中,为了研究风电场并网运行电力系统的暂态稳定不确定性,采用Kriging代理模型来模拟电力系统。将基于概率权重矩的三阶多项式正态变换法预测得到的相关性随机风速作为随机输入,进行系统暂态时域仿真得到随机响应,建立系统Kriging代理模型,将随机输入和随机响应之间的复杂隐式函数简单显示化,与蒙特卡洛法相比相同仿真次数用Kriging代理模型可更快速地得到系统响应的统计信息。IEEE 39节点算例验证了Kriging代理模型对模拟系统的有效性、准确性、高效性。云南电网实际系统算例验证了Kriging代理模型对真实电力系统的实用性,同时表明风速的随机性会引起系统响应不确定性,对系统安全稳定运行产生一定影响。 展开更多
关键词 风电并网 kriging代理模型 暂态稳定不确定性 风速相关性 概率权重矩 三阶多项式正态变换
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基于双层Kriging元模型算法的多产消代理商主从博弈能量管理模型 被引量:7
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作者 孙国强 王善磊 +4 位作者 陈胜 吴晨 胡国伟 周亦洲 卫志农 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期8-16,共9页
分布式能源的蓬勃发展为建设低碳高效的能源系统提供了新的途径,但同时也带来用户侧行为随机、能量管理困难等难题。为实现用户侧低碳能源系统的柔性调控与高效管理,提出产消代理商的概念,并对其具体含义作了详细说明。在此基础上,为进... 分布式能源的蓬勃发展为建设低碳高效的能源系统提供了新的途径,但同时也带来用户侧行为随机、能量管理困难等难题。为实现用户侧低碳能源系统的柔性调控与高效管理,提出产消代理商的概念,并对其具体含义作了详细说明。在此基础上,为进一步实现用户侧清洁能源的就地消纳并促进多产消代理商间的能量共享,构建了市场运营商(MO)和多产消代理商间主从博弈模型。该模型中,MO作为博弈的领导者,通过电价优化引导产消代理商的购电/售电行为;而产消代理商作为博弈的跟随者,在收到MO制定的电价后,以最小化用电成本为目标对内部各聚合单元进行优化。同时,为克服下层模型中由布尔变量带来的求解困难问题,采用双层Kriging元模型算法实现博弈模型的求解,减少了下层模型的调用次数,显著提高了计算效率。算例验证了所构建模型的有效性。 展开更多
关键词 低碳能源 产消代理 主从博弈模型 能量管理 双层kriging模型
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基于Kriging代理模型的结构损伤识别新方法 被引量:5
14
作者 郭俊龙 马立元 +1 位作者 李永军 王天辉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1203-1207,共5页
提出一种基于Kriging代理模型的损伤识别方法。利用初始样本建立结构响应与结构损伤参数之间的关系,代替原结构响应与结构物理参数之间的关系,有效减少损伤识别过程中反复调用有限元软件对结构进行网格划分和有限元计算的次数,提高了识... 提出一种基于Kriging代理模型的损伤识别方法。利用初始样本建立结构响应与结构损伤参数之间的关系,代替原结构响应与结构物理参数之间的关系,有效减少损伤识别过程中反复调用有限元软件对结构进行网格划分和有限元计算的次数,提高了识别效率。采用加点准则对代理模型进行修正,保证代理模型可以准确反映结构响应与结构损伤参数之间的关系。通过一个管梁结构的数值算例验证了所提方法的有效性。最后,将该方法应用于某导弹发射台模型的损伤识别中,实验结果表明,该方法可应用于工程实际。 展开更多
关键词 损伤识别 kriging代理模型 大型复杂结构 程度识别
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混合Kriging代理模型的高维参数估计优化算法 被引量:6
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作者 王红 王希诚 李克秋 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期215-222,共8页
基于Kriging代理模型的优化算法对于解决函数计算昂贵的优化问题非常有效,但并不适用于高维参数的优化.针对该问题,提出了一个混合Kriging代理模型和多种优化技术的算法.该算法在Kriging模型选择新样例点时使用单维参数独立优化以克服... 基于Kriging代理模型的优化算法对于解决函数计算昂贵的优化问题非常有效,但并不适用于高维参数的优化.针对该问题,提出了一个混合Kriging代理模型和多种优化技术的算法.该算法在Kriging模型选择新样例点时使用单维参数独立优化以克服维度灾难并提高收敛速度,同时基于已构建的Kriging代理模型信息提出一种新的动态坐标扰动策略,并将该策略用于高维参数优化以得到更好的目标函数值.为了保证不丢失全局最优解,在使用一般期望提高加点策略作为选点原则时,在期望函数的多个峰值同时选点.为了验证算法的有效性,将该算法应用于具有41维参数的人类白细胞代谢网络参数估计问题.实验结果表明,在有限的迭代次数下,该算法能产生较小的目标函数值,以及和实验拟合较好的参数估计结果. 展开更多
关键词 kriging 代理模型 高维参数估计 有限的计算资源 一般期望提高
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基于Kriging模型和两目标约束应对策略的代理优化算法 被引量:8
16
作者 张建侠 马义中 +1 位作者 张延静 欧阳林寒 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3001-3007,共7页
为了解决包含黑箱约束的复杂工程系统的优化设计问题,提出一种基于Kriging模型和两目标约束应对策略的代理优化算法。该算法将改进目标函数的期望改进准则和刻画可行域边界的可行性概率准则同时作为优化目标,再从得到的Pareto集中选取... 为了解决包含黑箱约束的复杂工程系统的优化设计问题,提出一种基于Kriging模型和两目标约束应对策略的代理优化算法。该算法将改进目标函数的期望改进准则和刻画可行域边界的可行性概率准则同时作为优化目标,再从得到的Pareto集中选取新试验点,不仅提高了新试验点选取的目的性也使新试验点兼具探索最优解和开发可行域边界的能力。最后,通过两个数学算例和一个工程算例将所提算法与已有算法进行比较,计算结果表明基于两目标约束应对策略的代理优化算法具有更高的优化精度、效率和稳健性。 展开更多
关键词 黑箱约束 kriging模型 代理优化算 两目标约束应对策略 期望改进 可行性概率
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Kriging模型在滚动轴承剩余使用寿命预测中的应用
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作者 刘吉文 秦东晨 +1 位作者 袁峰 陈江义 《轴承》 北大核心 2025年第3期104-110,共7页
针对常用优化算法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型进行超参数优化时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Kriging代理模型和长短期记忆网络(LSTM)的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先,改进小波阈值函数对轴承原始振动信号进行降... 针对常用优化算法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型进行超参数优化时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Kriging代理模型和长短期记忆网络(LSTM)的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先,改进小波阈值函数对轴承原始振动信号进行降噪处理;其次,通过自适应融合方法构建轴承健康指标(HI)曲线并作为预测模型的输入;然后,搭建Kriging代理模型,以寿命预测结果的均方根误差(RMSE)值为优化目标,LSTM模型隐藏层单元数和Dropout层丢弃率为优化变量对LSTM模型寻优得到最优参数组合;最后,用超参数优化后的LSTM模型进行滚动轴承的RUL预测。基于西安交通大学轴承数据集,与传统LSTM、反向传播(BP)神经网络和多层感知机(MLP)的预测结果进行了对比,结果表明所提模型的预测曲线能更好地贴近轴承真实退化趋势,预测结果更加接近轴承真实寿命,验证了该模型的有效性。 展开更多
关键词 滚动轴承 剩余使用寿命 寿命预测 长短期记忆网络 kriging代理模型
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基于Kriging代理模型的造斜率预测方法研究 被引量:4
18
作者 张红 涂忆柳 +3 位作者 冯定 施雷 卢昌 孙巧雷 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第3期61-68,共8页
造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数... 造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数关系。从回归分析预测法的角度,提出一种采用Kriging代理模型构建预测功能函数,进行造斜率预测的新方法。该方法基于空间插值理论,以造斜率预测值为输出目标。首先选取造斜率主要影响因素作为输入参数,确定训练样本和测试样本;然后,计算Kriging模型中的最优超参数,并构建该预测模型。最后,以测试样本为基准,计算模型预测性能指标,完成对Kriging代理模型的造斜率预测性能评价。通过现场案例研究表明,与常见的多元回归模型和径向基函数模型(radial basis function,RBF)相比,基于Kriging代理模型的造斜率预测方法在均方根误差(root-mean-square error,RMSE)、最大绝对误差(maximum absolute error,MAE)和平均绝对误差(average absolute error,AAE)3个常见的定量指标上表现了更佳的预测性能。预测结果更稳健,计算量更小,对造斜率的预测精度较高,能克服几何法预测精度不高或力学法计算量大等缺点。在工程应用中能节约计算成本和提高预测效率,便于推广应用。 展开更多
关键词 kriging代理模型 造斜率 预测方 预测性能 多元回归模型 径向基函数模型
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基于Kriging代理模型的铅铋反应堆智能优化方法 被引量:3
19
作者 李琼 刘紫静 +4 位作者 肖豪 肖英杰 赵鹏程 王昌 于涛 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期49-59,共11页
铅铋反应堆广泛应用的需求要求研究人员在现有堆芯方案的基础上开展大量优化设计工作。针对铅铋反应堆多物理、多变量、多约束耦合影响的多维非线性约束优化设计问题,基于Kriging代理模型、正交拉丁超立方抽样和SEUMRE空间搜索技术构建... 铅铋反应堆广泛应用的需求要求研究人员在现有堆芯方案的基础上开展大量优化设计工作。针对铅铋反应堆多物理、多变量、多约束耦合影响的多维非线性约束优化设计问题,基于Kriging代理模型、正交拉丁超立方抽样和SEUMRE空间搜索技术构建铅铋反应堆智能优化方法,耦合物理蒙卡计算/热工分析程序,开发包含抽样、耦合程序前后处理、反应堆优化分析功能的优化平台,并以铅铋反应堆SPALLER-4,URANUS为原型分别开展最小燃料装载量的方案寻优与参数优化验证。验证结果表明,该智能优化方法用于铅铋反应堆设计方案寻优和堆芯参数优化可行、有效,相比传统蒙卡程序计算寻优,在保证预测精度前提下极大地降低了计算成本,与URANUS初始模型比较,燃料装载量、堆芯总质量、活性区体积、堆芯总体积分别优化10.8%,11.5%,18.1%,17.1%,为基于代理模型的智能优化方法应用于铅铋反应堆的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 铅铋反应堆 智能优化 kriging代理模型 SEUMRE空间搜索 正交拉丁超立方抽样
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基于电池代理模型的固体氧化物燃料电池堆高效数值模型研究
20
作者 廖家伟 揭豪 +1 位作者 许超轶 洪伟荣 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3493-3503,I0018,共12页
数值仿真技术在固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)发展过程中至关重要,有助于探究内部物理参数分布和电化学特性,保证SOFC可靠运行,加快结构迭代优化。SOFC电堆是一个耦合多物理场、结构高度复杂的研究对象,其高昂的计算... 数值仿真技术在固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)发展过程中至关重要,有助于探究内部物理参数分布和电化学特性,保证SOFC可靠运行,加快结构迭代优化。SOFC电堆是一个耦合多物理场、结构高度复杂的研究对象,其高昂的计算成本阻碍了大规模电堆的仿真优化。基于代理模型技术,该文提出在三维电堆模型中内置电池代理模型的联合仿真方法,采用数据驱动的代理模型替代电池尺度部分物理过程,实现计算域上代数方程对偏微分方程的替换,从而提高电堆数值模拟效率。仿真结果表明,简化模型可预测堆内状态参数不一致分布,与原模型保持了较高的一致性,预测结果可靠。基于简化模型的电堆数值仿真可降低模型自由度,减少计算内存,提高35%的计算效率,并可实现更大规模电堆的数值计算。可知,简化建模思路及仿真模型对SOFC规模化仿真以及性能分析具有实用价值,对电堆规模放大设计有指导意义。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池堆 数值模拟 规模放大 数据驱动 kriging代理模型
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