12174

مروري بر مدل‌هاي جانشين و كاربرد آن‌ها در تحليل سازه‌ها

1400

دكتر مجيد ايلچي قزاآن

سيستمهاي پيچيده مهندسي با استفاده از مدلهاي محاسباتي و شبيه سازيها، طراحي و ارزيابي ميشوند. يك مدل محاسباتي معمولا تركيبي از روشهاي مختلف است: • توصيف رياضي از پديدههاي فيزيكي • روشهاي گسستهسازي، كه معادلات پيوسته را به مسائل جبر خطي تبديل ميكند • الگوريتمهايي براي حل معادلات گسسته مدلهاي محاسباتي براي كشف فضاي طراحي، تشخيص قابليت اطمينان و بهينه سازي سيستمها مورد استفاده قرار ميگيرند. به طور گسترده در زمينههاي مهندسي، طراحي بهينه براي بهبود كيفيت مدل استفاده ميشود. در حال حاضر، عملكرد طراحي معمولا با آزمايشهاي فيزيكي پرهزينه يا شبيهسازيهاي محاسباتي، مانند ديناميك سيالات محاسباتي1 و تحليل اجزاء محدود2 ارزيابي ميشوند. با اين حال، در طراحي بهينه يك مدل مهندسي پيچيده، نياز به تعداد ارزيابي زيادي است كه اغلب به دليل هزينههاي محاسباتي غيرممكن ميباشد. يكي از راه هاي كاهش هزينه محاسباتي در طراحي بهينه، پيشبيني نتايج شبيهسازهايي همانند آناليز اجزا محدود با استفاده از مدلهاي مبتني بر تقريب است. اين مدلهاي تحليلي كه به فرامدل3 يا مدلهاي جانشين4 معروف هستند، بر پايه دادههاي بدست آمده از تحليل اجزاء محدود آموزش داده ميشوند. طراحي بهينه توسط مدلهاي جانشين نيازمند ارائه مدلي ميباشد كه متغيرها و قيدها را در نظر بگيرد، از نظر پياده سازي با چالشهاي كمتري مواجه باشد، جامع باشد و در نهايت با كمترين ارزيابي ممكن دقت بالايي داشته باشد. در اين مطالعه برخي روشهاي نمونهبرداري، انواع مدلهاي جانشين و اعتبارسنجي فرامدلها معرفي شده و روشهاي مورد استفاده براي حل مسائل بهينه سازي ارائه خواهد شد. مروري نيز بر روشهاي مورد استفاده در مقالات اخير صورت گرفته در نهايت برخي خلاءهاي پژوهشي و پتانسيلهاي موجود در اين حوزه براي انجام پژوهشهاي آينده معرفي و مقايسه ميشوند.

10/23/2022 12:00:00 AM

79266

1402/04/21

A review of surrogate models and their application to structural analysis

مدل‌هاي جانشين , بهينه‌سازي سازه‌ها , فرامدل‌ها , طراحي بهينه مبتني بر فرامدل

Surrogate models , Optimization of structures , Metamodels , Optimal design based on metamodel