机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
19期
136-143
,共8页
稳健设计%代理模型不确定性%参数不确定性%高斯过程%Kriging
穩健設計%代理模型不確定性%參數不確定性%高斯過程%Kriging
은건설계%대리모형불학정성%삼수불학정성%고사과정%Kriging
robust design%metamodel uncertainty%parameter uncertainty%Gaussian process%Kriging
代理模型的应用解决了稳健设计中计算量大的难题，但由于代理模型与真实模型间存在误差(代理模型的不确定性)，而传统的稳健设计忽视了这种不确定性，必然会带来一定的设计误差。因此，针对稳健设计提出了一种基于蒙特卡洛抽样的代理模型不确定性的量化方法，在传统仅考虑参数不确定性的基础上，额外计入代理模型的不确定性对设计的影响。将提出的方法应用于一个数学算例和一个火箭弹卷弧翼气动稳健优化设计，所得优化结果较传统的未考虑代理模型不确定的稳健设计更为精确、合理，证实了提出方法的有效性。
代理模型的應用解決瞭穩健設計中計算量大的難題，但由于代理模型與真實模型間存在誤差(代理模型的不確定性)，而傳統的穩健設計忽視瞭這種不確定性，必然會帶來一定的設計誤差。因此，針對穩健設計提齣瞭一種基于矇特卡洛抽樣的代理模型不確定性的量化方法，在傳統僅攷慮參數不確定性的基礎上，額外計入代理模型的不確定性對設計的影響。將提齣的方法應用于一箇數學算例和一箇火箭彈捲弧翼氣動穩健優化設計，所得優化結果較傳統的未攷慮代理模型不確定的穩健設計更為精確、閤理，證實瞭提齣方法的有效性。
대리모형적응용해결료은건설계중계산량대적난제，단유우대리모형여진실모형간존재오차(대리모형적불학정성)，이전통적은건설계홀시료저충불학정성，필연회대래일정적설계오차。인차，침대은건설계제출료일충기우몽특잡락추양적대리모형불학정성적양화방법，재전통부고필삼수불학정성적기출상，액외계입대리모형적불학정성대설계적영향。장제출적방법응용우일개수학산례화일개화전탄권호익기동은건우화설계，소득우화결과교전통적미고필대리모형불학정적은건설계경위정학、합리，증실료제출방법적유효성。
The application of metamodel techniques greatly reduces the computational cost in robust design. However, metamodel is only an approximation of the original model resulting in metamodel uncertainty. In the traditional robust design, only parameter uncertainty is considered rather than metamodel uncertainty, which may induce design error. To address this issue, a method based on Monte Carlo sampling is proposed to quantify the metamodel uncertainty in robust design. With the proposed method, the synthesize effect of both parameter and metamodel uncertainties are quantified. The proposed method is applied to robust design for a numerical example and aerodynamic optimization of rocket wrap-around fins. Compared to the traditional method, the results are more accurate and reasonable, which demonstrates the effectiveness of the proposed method.
