机械工程学报

作者：杨乐昌, 韩东旭, 王丕东

单位：1. 北京科技大学机械工程学院 北京 100083;2. 香港城市大学先进设计与系统工程系 香港 999077;3. 中国科学院空间应用工程与技术中心 北京 100096

关键词：Wasserstein距离,贝叶斯方法,非精确概率,不确定性量化,近似推理；

基金：国家重点研发计划（2021YFB3401500）、国家自然科学基金（52005032，72271025）、航空科学基金（2018ZC74001）资助项目。

复杂物理系统的数学代理模型往往包含多类不确定性因素。在实际工程问题如机械系统可靠性优化设计中，可结合系统响应的部分实测数据，校准模型关键参数取值，修正模型结构，提高代理模型的保真性。但对于具有混合不确定性的非精确概率模型，传统基于欧式距离的模型修正方法并不适用。针对这一问题，提出一种基于Wasserstein距离测度的模型修正方法，该方法基于Wasserstein距离测度构建核函数，利用p维参数空间中Wasserstein距离的几何性质以量化不同概率分布之间的差异，相较于现有模型修正方法，可校准模型的高阶超参数，显著降低模型结构及参数不确定性。针对工程实际需求，进一步采用近似贝叶斯推理与切片分割技术以降低计算成本。通过受迫振动钢板本构参数校核问题与NASA Langley多学科不确定性量化问题验证了本方法在静力学与动力学等实际工程问题中的有效性。

来源：2022年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第24期