Tối ưu hóa Hệ thống Đa ngành Hiệu quả bằng Phân tích Biến đổi và Lấy mẫu Động - Jangho Park (Virginia Tech)
Park JD 2019: Phân tích sâu về các vấn đề y tế cộng đồng và sức khỏe môi trường. Khám phá các yếu tố ảnh hưởng đến sự an toàn và chất lượng cuộc sống.
Virginia Polytechnic Institute and State University
Aerospace Engineering
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
141
Thời gian đọc
22 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Nghiên cứu EGO hệ đa ngành 2019 của J.D. Park
- Số trang:
- 141 trang
- Trường:
- Virginia Polytechnic Institute and State University
- Chuyên ngành:
- Aerospace Engineering
- Tác giả:
- Jangho Park
- Năm:
- 2019
Tóm tắt nội dung luận án
I. Nghiên cứu EGO hệ đa ngành 2019 của J
Luận án năm 2019 của Jangho Park (J.D. Park, Park JD) trình bày công trình nghiên cứu đột phá. Công trình này tập trung vào Tối ưu hóa Toàn cục Hiệu quả (EGO) cho các hệ thống đa ngành. Mục tiêu chính là giảm chi phí thiết kế giai đoạn đầu. Đồng thời, nghiên cứu duy trì độ chính xác cao trong suốt các giai đoạn thiết kế. Bài báo khoa học này phát triển bốn phương pháp thiết kế then chốt. Những phương pháp này cải thiện hiệu suất của EGO cho các vấn đề đa ngành phức tạp. Tác giả Park JD giải quyết thách thức về chi phí. Ngành hàng không quan tâm đến việc tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Kết quả thiết kế chính xác từ giai đoạn đầu là rất quan trọng. Điều này giúp giảm tổng chi phí vòng đời sản phẩm. Nghiên cứu của Park JD cung cấp một khuôn khổ. Khuôn khổ này tối ưu hóa thiết kế máy bay. Nó tích hợp phân tích độ tin cậy biến đổi và lấy mẫu động. Đây là một công bố quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật hàng không.
1.1. Bối cảnh và động lực của công trình
Chi phí thiết kế máy bay gia tăng nhanh chóng. Nhu cầu tiết kiệm chi phí và thời gian trở nên cấp thiết. Độ chính xác thiết kế sớm là yếu tố then chốt. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến tổng chi phí vòng đời. Công trình của tác giả J.D. Park giải quyết vấn đề này. Nó tập trung giảm chi phí thiết kế ở giai đoạn ban đầu. Đồng thời, độ chính xác vẫn phải đạt mức cao nhất. Điều này tương đương với thiết kế chi tiết. Luận án năm 2019 này đưa ra phương pháp EGO. Nó kết hợp phân tích độ tin cậy biến đổi. Nó cũng tích hợp thiết kế đa ngành. Đây là một cách tiếp cận toàn diện và hiệu quả.
1.2. Mục tiêu cải thiện EGO cho vấn đề đa ngành
Mục tiêu chính của nghiên cứu là cải thiện hiệu suất EGO. Nó đặc biệt áp dụng cho các bài toán đa ngành. Các hệ thống đa ngành có nhiều yếu tố vật lý. Ví dụ như khí động học, cấu trúc và nhiệt động lực học. Các yếu tố này kết nối chặt chẽ. Độ chính xác của mỗi yếu tố ảnh hưởng đến các yếu tố khác. Vì vậy, độ chính xác thiết kế giai đoạn đầu rất quan trọng. Park JD đã phát triển bốn phương pháp thiết kế riêng biệt. Những phương pháp này được tích hợp vào khuôn khổ EGO tiêu chuẩn. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả và độ chính xác.
II. Phương pháp phân tích biến đổi độ tin cậy và Kriging
Nghiên cứu của Park JD giới thiệu phương pháp hiệu chỉnh độ tin cậy. Phương pháp này áp dụng cho các mẫu độ tin cậy thấp hơn. Giá trị hàm được phân tích bằng phương pháp độ tin cậy thấp hơn. Các giá trị này được cập nhật để đạt độ chính xác tương đương. Độ chính xác này tương đương với mẫu độ tin cậy cao nhất. Những bộ dữ liệu đã hiệu chỉnh sau đó được sử dụng. Chúng dùng để xây dựng mô hình Kriging độ tin cậy biến đổi. Việc sử dụng phân tích độ tin cậy biến đổi rất quan trọng. Nó cho phép thay thế các đánh giá hàm độ tin cậy cao. Những đánh giá này được thay thế bằng phân tích độ tin cậy thấp. Chúng có độ chính xác tương đương. Điều này dẫn đến giảm chi phí đáng kể. Đây là một đóng góp cốt lõi của bài báo khoa học 2019 này.
2.1. Phát triển phương pháp hiệu chỉnh độ tin cậy
Phương pháp hiệu chỉnh độ tin cậy là một phần quan trọng. Nó được phát triển để xử lý các mẫu dữ liệu độ tin cậy thấp. Các dữ liệu này thường có chi phí tính toán thấp. Mục đích là nâng cao độ chính xác của chúng. Chúng được nâng cao đến mức của dữ liệu độ tin cậy cao nhất. Quá trình này đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu. Nó cho phép kết hợp các nguồn thông tin khác nhau. Việc này tạo ra một mô hình dự đoán mạnh mẽ hơn. Tác giả Park JD trình bày chi tiết cách thực hiện. Điều này giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên tính toán.
2.2. Xây dựng mô hình Kriging độ tin cậy biến đổi
Sau khi hiệu chỉnh dữ liệu, mô hình Kriging được xây dựng. Đây là một mô hình Kriging độ tin cậy biến đổi. Mô hình này tận dụng cả dữ liệu độ tin cậy thấp và cao. Nó ước lượng các chức năng với độ chính xác cao. Đồng thời, nó quản lý chi phí tính toán. Park JD đã chứng minh hiệu quả của mô hình này. Mô hình giảm đáng kể thời gian thiết kế. Đặc biệt trong các vấn đề tối ưu hóa phức tạp. Mô hình này là một thành phần cốt lõi của nghiên cứu 2019.
III. Lấy mẫu động và chỉ số độ tin cậy Nghiên cứu 2019
Để thiết kế thí nghiệm (DoE), Park JD phát triển phương pháp lấy mẫu động. Phương pháp này bao gồm lọc và điền dữ liệu. Việc này dựa trên các tiêu chí toán học về độ chính xác mô hình. Trong quá trình điền mẫu, tối ưu hóa đa mục tiêu được thực hiện. Mục tiêu là khai thác và thăm dò không gian thiết kế. Để chỉ ra độ tin cậy của phân tích hàm cho các mẫu bổ sung, một chỉ số độ tin cậy động (DFI) được đề xuất. DFI sử dụng hệ số chồng lấn. Phương pháp này được tích hợp vào mô hình Kriging độ tin cậy biến đổi. Công trình của tác giả J.D. Park năm 2019 nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lấy mẫu thông minh. Nó cải thiện hiệu quả tìm kiếm và độ chính xác của mô hình.
3.1. Phương pháp lấy mẫu động cho thiết kế thí nghiệm
Lấy mẫu động là một thành phần then chốt. Nó giúp quản lý việc thu thập dữ liệu mới. Phương pháp này lọc và điền dữ liệu một cách linh hoạt. Nó sử dụng các tiêu chí dựa trên độ chính xác của mô hình hiện tại. Điều này tối ưu hóa việc phân bổ tài nguyên tính toán. Nó đảm bảo các điểm mẫu mới được chọn hiệu quả. Mục đích là để cải thiện mô hình nhất quán. Nghiên cứu của Park JD chứng minh hiệu quả của phương pháp này. Nó giúp tăng tốc quá trình tối ưu hóa mà không ảnh hưởng đến chất lượng.
3.2. Chỉ số độ tin cậy động DFI và hệ số chồng lấn
Chỉ số độ tin cậy động (DFI) là một đổi mới khác. Nó được đề xuất để xác định độ tin cậy tối ưu. Độ tin cậy này dành cho các phân tích hàm bổ sung. DFI sử dụng hệ số chồng lấn. Nó giúp quyết định khi nào nên sử dụng phân tích độ tin cậy cao. Và khi nào có thể sử dụng phân tích độ tin cậy thấp. Điều này tối ưu hóa sự cân bằng giữa chi phí và độ chính xác. Tác giả Park JD đã tích hợp DFI. Nó giúp quá trình lấy mẫu trở nên thông minh hơn. DFI đảm bảo mỗi mẫu mới đều mang lại giá trị tối đa.
IV. Mô hình Kriging đa phản hồi Park JD ứng dụng iMLE
Đối với các bài toán thiết kế đa ngành, mô hình Kriging đa phản hồi được giới thiệu. Các bài toán này có nhiều yếu tố vật lý kết nối chặt chẽ. Chúng có cường độ ghép nối khác nhau. Mô hình này sử dụng phương pháp Ước lượng Khả năng Tối đa lặp lại (iMLE). Thông qua quá trình iMLE, một số lượng lớn siêu tham số. Những siêu tham số này trong Kriging đa phản hồi có thể được tính toán. Nó đạt độ chính xác cao và cải thiện độ ổn định số học. Phương pháp này giải quyết hiệu quả sự phức tạp. Nó xuất hiện trong việc mô hình hóa các tương tác đa ngành. Công trình năm 2019 của J.D. Park cung cấp một công cụ mạnh mẽ. Công cụ này giúp tối ưu hóa thiết kế các hệ thống phức tạp. Nó có độ tin cậy cao.
4.1. Giới thiệu mô hình Kriging đa phản hồi
Mô hình Kriging đa phản hồi được thiết kế. Nó dành cho các vấn đề mà nhiều lĩnh vực vật lý tương tác. Các tương tác này có thể phức tạp. Ví dụ, khí động học ảnh hưởng đến cấu trúc. Cấu trúc lại ảnh hưởng đến khí động học. Mô hình này cho phép xử lý nhiều đầu ra đồng thời. Nó thu được một cái nhìn toàn diện về hành vi hệ thống. Park JD đã đưa mô hình này vào thực tiễn. Nó cung cấp một giải pháp mạnh mẽ cho việc dự đoán. Đặc biệt trong bối cảnh đa ngành.
4.2. Ứng dụng iMLE trong tính toán siêu tham số
Phương pháp iMLE (iterative Maximum Likelihood Estimation) là cốt lõi. Nó dùng để ước tính các siêu tham số trong mô hình Kriging. Các siêu tham số này là rất quan trọng. Chúng định hình hành vi của mô hình. Việc tính toán chính xác chúng là cần thiết. iMLE cải thiện đáng kể độ chính xác. Nó cũng tăng độ ổn định số học. Điều này rất quan trọng khi xử lý một lượng lớn siêu tham số. Đặc biệt trong các mô hình đa phản hồi phức tạp. Công trình của Park JD năm 2019 làm nổi bật sự đổi mới này.
V. Ứng dụng thực tiễn công nghệ tối ưu hóa J
Các phương pháp tối ưu hóa được phát triển trong nghiên cứu này. Chúng được kiểm chứng bằng các hàm phân tích. Những phương pháp này đã cho thấy sự cải thiện đáng kể về hiệu suất. Sau đó, ba bài toán tối ưu hóa thiết kế thực tế đã được thực hiện. Các bài toán này bao gồm cánh máy bay NACA0012, cánh máy bay đa phần tử NLR 7301. Nó cũng bao gồm bề mặt điều khiển cánh di động toàn phần của máy bay không đuôi. Kết quả của các ứng dụng này được so sánh. Chúng được so sánh với các phương pháp hiện có. Điều này cho thấy các phương pháp của Park JD đảm bảo độ chính xác thiết kế tương đương. Đồng thời, chi phí tính toán giảm đáng kể. Những ứng dụng này chứng minh giá trị thực tiễn. Chúng là một phần quan trọng của công trình nghiên cứu 2019 này.
5.1. Kiểm chứng bằng hàm phân tích và hiệu suất
Trước khi áp dụng thực tế, các phương pháp được kiểm chứng. Chúng được kiểm chứng với các hàm phân tích. Điều này giúp đánh giá hiệu suất cơ bản của chúng. Kết quả kiểm chứng cho thấy cải thiện hiệu suất rõ rệt. Chúng vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Việc này tạo nền tảng vững chắc. Nó chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các đổi mới. Tác giả Park JD đảm bảo tính chặt chẽ khoa học. Đây là một bước quan trọng trong quá trình phát triển nghiên cứu.
5.2. Ứng dụng thiết kế cánh máy bay và bề mặt điều khiển
Công nghệ của Park JD đã được áp dụng. Nó được áp dụng vào ba vấn đề thiết kế thực tế. Bao gồm tối ưu hóa cánh máy bay NACA0012. Và cánh máy bay đa phần tử NLR 7301. Cũng như bề mặt điều khiển cánh di động toàn phần của máy bay không đuôi. Những ứng dụng này chứng minh khả năng của phương pháp. Chúng giải quyết các thách thức kỹ thuật thực tế. Các kết quả so sánh với phương pháp hiện có cho thấy rõ ràng. Chúng đạt được độ chính xác tương đương. Nhưng lại với chi phí tính toán thấp hơn đáng kể. Công trình nghiên cứu này củng cố vị thế của Park JD.
VI. Hiệu quả thiết kế Giảm chi phí duy trì độ chính xác
Nghiên cứu của J.D. Park năm 2019 khẳng định những phương pháp được phát triển. Chúng đảm bảo độ chính xác thiết kế tương đương. Đồng thời, chi phí tính toán giảm đáng kể. Điều này giải quyết một thách thức lớn trong ngành hàng không. Ngành này luôn tìm cách tiết kiệm thời gian và chi phí. Công trình cung cấp giải pháp thiết thực. Nó đạt được kết quả thiết kế chính xác. Điều này diễn ra ngay cả ở giai đoạn thiết kế sớm. Các cải tiến về hiệu chỉnh độ tin cậy, lấy mẫu động. Và mô hình Kriging đa phản hồi đóng góp vào thành công này. Đây là một bài báo khoa học có giá trị. Nó có tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Tác giả đã chứng minh rõ ràng lợi ích kinh tế. Đồng thời duy trì các tiêu chuẩn kỹ thuật cao.
6.1. Giảm chi phí tính toán đáng kể
Một trong những lợi ích quan trọng nhất là giảm chi phí. Chi phí tính toán đã giảm đáng kể. Điều này đạt được thông qua việc sử dụng phân tích độ tin cậy biến đổi. Nó thay thế các phân tích độ tin cậy cao tốn kém. Nó dùng phân tích độ tin cậy thấp có độ chính xác tương đương. Phương pháp lấy mẫu động cũng góp phần. Nó tối ưu hóa việc thu thập dữ liệu. Tất cả điều này giúp tiết kiệm tài nguyên. Điều này đặc biệt có giá trị trong các dự án kỹ thuật quy mô lớn. Nghiên cứu của Park JD cung cấp một lộ trình rõ ràng. Nó giúp đạt được hiệu quả về chi phí.
6.2. Duy trì và nâng cao độ chính xác thiết kế
Mặc dù chi phí giảm, độ chính xác thiết kế vẫn được duy trì. Trong nhiều trường hợp, độ chính xác còn cao hơn. Điều này so với các phương pháp phân tích độ tin cậy cao độc lập. Phương pháp hiệu chỉnh độ tin cậy đảm bảo điều này. Nó đồng bộ hóa dữ liệu từ các nguồn khác nhau. Mô hình Kriging đa phản hồi cũng cải thiện. Nó giúp dự đoán các hệ thống phức tạp tốt hơn. Công trình nghiên cứu năm 2019 của tác giả Park JD chứng minh. Nó có thể đạt được hiệu quả mà không phải đánh đổi chất lượng. Đây là một kết luận quan trọng cho các nhà thiết kế và kỹ sư.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (141 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộEfficient Global Optimization of Multidisciplinary System using Variable Fidelity Analysis and Dynamic Sampling Method Jangho Park Dissertation submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Aerospace Engineering Seongim S Choi, Chair Pradeep Raj, Co-chair William J Devenport Xi Chen April 29, 2019 Blacksburg, Virginia Keywords: Efficient Global Optimization(EGO), Variable-Fidelity(VF) Analysis, Data mining, Gaussian Process Regression(GPR) modeling, Design of Experiment(DoE) Copyright 2019, Jangho Park Efficient Global Optimization of Multidisciplinary System using Variable Fidelity Analysis and Dynamic Sampling Method Jangho Park (ABSTRACT) Work in this dissertation is motivated by reducing the design cost at the early design stage while maintaining high design accuracy throughout all design stages. It presents four key design methods to improve the performance of Efficient Global Optimization for multidis- ciplinary problems. First, a fidelity-calibration method is developed and applied to lower- fidelity samples. Function values analyzed by lower fidelity analysis methods are updated to have equivalent accuracy to that of the highest fidelity samples, and these calibrated data sets are used to construct a variable-fidelity Kriging model.
For the design of exper- iment (DOE), a dynamic sampling method is developed and includes filtering and infilling data based on mathematical criteria on the model accuracy. In the sample infilling process, multi-objective optimization for exploitation and exploration of design space is carried out. To indicate the fidelity of function analysis for additional samples in the variable-fidelity Kriging model, a dynamic fidelity indicator with the overlapping coefficient is proposed. For the multidisciplinary design problems, where multiple physics are tightly coupled with different coupling strengths, multi-response Kriging model is introduced and utilizes the method of iterative Maximum Likelihood Estimation (iMLE).
Through the iMLE process, a large number of hyper-parameters in multi-response Kriging can be calculated with great accuracy and improved numerical stability. The optimization methods developed in the study are validated with analytic functions and showed considerable performance improve- ment. Consequentially, three practical design optimization problems of NACA0012 airfoil, Multi-element NLR 7301 airfoil, and all-moving-wingtip control surface of tailless aircraft are performed, respectively. The results are compared with those of existing methods, and it is concluded that these methods guarantee the equivalent design accuracy at computational cost reduced significantly.
Efficient Global Optimization of Multidisciplinary System using Variable Fidelity Analysis and Dynamic Sampling Method Jangho Park (GENERAL AUDIENCE ABSTRACT) In recent years, as the cost of aircraft design is growing rapidly, and aviation industry is interested in saving time and cost for the design, an accurate design result during the early design stages is particularly important to reduce overall life cycle cost. The purpose of the work to reducing the design cost at the early design stage with design accuracy as high as that of the detailed design. The method of an efficient global optimization (EGO) with variable-fidelity analysis and multidisciplinary design is proposed. Using the variable-fidelity analysis for the function evaluation, high fidelity function evaluations can be replaced by low-fidelity analyses of equivalent accuracy, which leads to considerable cost reduction.
As the aircraft system has sub-disciplines coupled by multiple physics, including aerodynamics, structures, and ther- modynamics, the accuracy of an individual discipline affects that of all others, and thus the design accuracy during in the early design states. Four distinctive design methods are developed and implemented into the standard Efficient Global Optimization (EGO) framework: 1) the variable-fidelity analysis based on error ap- proximation and calibration of low-fidelity samples, 2) dynamic sampling criteria for both filtering and infilling samples, 3) a dynamic fidelity indicator (DFI) for the selection of analysis fidelity for infilled samples, and 4) Multi-response Kriging model with an iterative Maximum Likelihood estimation (iMLE). The methods are validated with analytic functions, and the improvement in cost efficiency through the overall design process is observed, while maintaining the design accuracy, by a comparison with existing design methods. For the practical applications, the methods are applied to the design optimization of airfoil and complete aircraft configuration, respectively.
The design results are compared with those by existing methods, and it is found the method results design results of accuracies equivalent to or higher than high-fidelity analysis-alone design at cost reduced by orders of magnitude. Contents List of Figures vii List of Tables x 1 Introduction 1 1.1 Motivations and Objectives .1 Optimization methods for design problems .2 Efficient Global Optimization(EGO) .3 Variable fidelity analysis .4 Kriging surrogate model .3 Scope of Research Work .1 Variable fidelity analysis and adaptive sampling .2 Sample infilling and dynamic fidelity indicator .3 Multi-Response Kriging model for multidisciplinary problems. 24 2 Single Discipline Optimization 26 2.1 Kriging Surrogate Model .2 Variable Fidelity Analysis .3 Dynamic and Adaptive Sampling Method .1 Filtering low-accuracy samples .2 Infilling samples for single fidelity optimization .3 Infilling samples for variable fidelity optimization .4 Dynamic Fidelity Indicator .5 Variable Fidelity EGO Framework. 50 3 Extension to Multidisciplinary Optimization 52 3.1 Multi-response Kriging (MRK) .1 Reduced-Covariance Multi-Response Kriging (RC-MRK) .2 Fully-Expanded-Covariance Multi-Response Kriging (FEC-MRK) .3 Comparisons between RC-MRK and FEC-MRK .4 Iterative method for Maximum Likelihood (iMLE) Estimation .2 MRK for Variable Fidelity Optimization .1 Infill sampling criteria .1 Parametric study on dynamic switching approach .2 EGO Framework with Variable Fidelity Analysis .2 Sensitivity to filtering criteria .3 Multi-Response Kriging model .1 Aeroelastic Shape Optimization Airfoil .2 Aerodynamic shape optimization of high-lift multi-element airfoil .2 High-fidelity aerodynamic analysis .3 Aerodynamic shape optimization of control surface of tailless aircraft .1 Innovative control effectors .3 Variable-fidelity aerodynamic analysis.
109 6 Conclusion 112 Bibliography 115 vi List of Figures 1.1 Life cycle cost and impact on cost for each design phrase .2 Schematics of EGO process .3 Example of different fidelity analysis methods in Aerodynamics .4 Comparison of lift coefficient of NACA 0015 airfoil .5 Example of Gaussian process with 5 samples .6 Probability density function of estimated function value .7 Developed design methods for Efficient Global Optimization .1 OV L coefficient between two probability functions .2 Pareto-front for ISC .3 Comparison of probability density function of calibrated lower fidelity Krig- ing, the highest fidelity Kriging, and variable fidelity Kriging at an arbitrary design point .4 Pareto-front for ISC in variable-fidelity Kriging .5 The schematics of variable fidelity EGO framework .1 The comparison of the number of hyper-parameter for different number of input and output variate .2 The schematics of iterative Maximum Likelihood Estimation (k = iteration number) .3 Example of Kriging in variable fidelity optimization .4 Example of the use of multi-response Kriging in variable fidelity multidisci- plinary design problem .1 Configurations and iso-contours of six-hump camel back function .2 Configurations and iso-contours of Matlab peak function .3 Parameter study results for six hump camel back function .4 Parameter study results for Matlab peak function .5 2D contour and 3D plot of six hump camel back function with different fidelities 77 4.6 Design history of 3D plots of VF optimization framework for six hump camel back function .7 Comparison of variable fidelity and high fidelity optimization for six hump camel back function .8 2D contour and 3D plot of simplified Rastrigin function with different fidelities 80 4.9 Design history of VF optimization framework with the simplified Rastrigin function .10 Comparison of variable fidelity and high fidelity optimization for simplified Rastrigin function .11 Design iterations and the CCF w.t the varying filtering criteria (six hump camel back function) .12 Design iterations and the CCF w.t the varying filtering criteria (simplified Rastrigin function) .13 The contour of weakly coupled functions .14 The result of global accuracy test for weakly coupled function .15 The sliced contour of strongly coupled functions (z1 = 0) .16 The result of global accuracy test for strongly coupled function .17 The contour of objective function for weakly coupled case .18 The comparison of f1 and f2 contour at the last iteration (Weakly coupled function) .19 The result of EGO test for weakly coupled functions .20 The contour of objective function for strongly coupled case(z1 = 0) .21 The result of EGO test for strongly coupled functions .1 NACA 0012 diagram with design variables .2 Aerodynamic analysis result of NACA0012 baseline airfoil .3 Aerodynamic force and aeroelastic torsion of the wing .4 Schematic of airfoil optimization process .5 Configuration of design variables in NLR 7301 multi-element airfoil .6 Validation of CFD analysis for baseline airfoil .7 Comparison of objective value variations w.t the number of sample points .8 Comparison of baseline and design results in pressure coefficient contour .9 Comparison of baseline and design results in geometry .10 ICE 101 configuration and the models for wind tunnel test .11 Control surfaces of ICE 101 configuration .12 Design variables of AMT .13 Surface mesh for computational methods .14 Pressure coefficient contour comparison between each method (M=0.15 The comparison of pressure coefficient along the cross section between each method (M=0.16 Design history for the optimum AMT shape between VF optimization and HF optimization .17 The comparison of AMT shape .18 Pressure contour of the optimum AMT design result by variable fidelity op- timization. 111 ix List of Tables 2.1 The algorithms of the approximated q-EI .1 Comparison of the number of hyper-parameters in various GPR models .1 A total required number of sample points (Six hump camel back function) .2 A total required number of sample points (Matlab Peak Function) .1 NACA 0012 airfoil optimization results .2 Design variable bound for NLR 7301 multi-element airfoil optimization .3 Aerodynamic performance of the minimum point .4 Design variable of the minimum point .5 Comparison of Design result for AMT shape. 111 x List of Abbreviations Symbols α multiplicative error β additive error Ia Identity matrix whose size is (a × a) w or W a vector of regression parameter for linear regression ϵ additive Gaussian noise with zero mean and non-zero variance κ switching parameter for MPMO-ISC, dynamic switching approach I+ the set of index of the infilling sample points I− the set of index of the filtered sample points I VF the set of index of the sample points for variable fidelity Kriging I the set of index for sample points prior to the adaptive sampling µ the mean function value of random variate Φ(·) cumulative probability density function ϕ(·) probability density function σ2 variance of Gaussian distribution θG global clustering parameter θL local clustering parameter B covariance matrix between responses C covariance matrix xi c covariance function Cov[·, ·] covariance between two random variates det(·) determinant of a matrix E[·] expected value of random variate EI expected improvement G(·, ·) Gaussian process with mean and variance K the number of total design iteration KRG Kriging interpolation function n the number of observed data points n∗ the number of additional samples npop the total number of optimal candidates on the Pareto-front in MPMO-ISC pro- cess OV L overlapping coefficient p the number of design variables (the dimension of design space) pdf probability distribution function q the number of responses, disciplines or physics (the dimension of response space) Q and R spatial covariance matrix r the number of different fidelity for the sample analysis T Threshold for MPMO-ISC, dynamic switching approach V ar[·] variance of random variate x or x sample location y or y sample response xii Superscripts (k) iteration number Subscripts aug augmented vector g, h index for different responses i, j index for different sample locations m index for function fidelity VF variable fidelity Letter modifiers ¯ mean function value of Gaussian distribution ˆ trial location ˜ location of adaptive infill sampling ′ calibrated function value ∗ Optimized value Abbreviations CCF Computational Cost Factor CFD Computational Fluid Dynamics DFO Derivative Free Optimization EGO Efficient Global Optimization FDM Finite Difference Method FEC-MRK Fully Expanded Covariance Multi-Response Kriging GBO Gradient Based Optimization xiii GPR Gaussian Process Regression iMLE iterative Maximum Likelihood Estimation IOC Impact On Cost ISC Infill Sampling Criteria LCC Life Cycle Cost MDO Multidisciplinary Design Optimization PDF Probability Distribution Function RANS Reynolds-Averaged Navier-Stokes RC-MRK Reduced Covariance Multi-Response Kriging RMSE Root Mean Square Error xiv Chapter 1 Introduction 1.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Jangho Park (2019). Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động [Luận án tiến sĩ, Virginia Polytechnic Institute and State University]. LuanAn.net. https://luanan.net/giao-duc-hoc/tam-ly-hoc-giao-duc/park-j-d-2019
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" nghiên cứu về vấn đề gì?
Park JD 2019: Phân tích sâu về các vấn đề y tế cộng đồng và sức khỏe môi trường. Khám phá các yếu tố ảnh hưởng đến sự an toàn và chất lượng cuộc sống.
Luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Virginia Polytechnic Institute and State University. Năm bảo vệ: 2019.
Luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" thuộc chuyên ngành Aerospace Engineering. Danh mục: Tâm Lý Học Giáo Dục.
Luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" có bao nhiêu trang?
Luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" có 141 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Tối ưu hóa hệ thống đa ngành hiệu quả với phân tích biến đổi và lấy mẫu động" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.