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        航海學院自主水下航行器團隊研究成果被Advances in Engineering遴選為“關鍵科學文章”
        發布時間:2020-06-08     作者:席杰   分享到:

        近日,我校航海學院自主水下航行器團隊發表在工程領域國際著名學術期刊《Structural and Multidisciplinary Optimization》上的論文“An efficient kriging modeling method for high-dimensional design problems based on maximal information coefficient”被全球著名科技媒體機構“工程進展”(Advances in Engineering,AIE)遴選為“關鍵科學文章”,并予以詳細報道365体育网站。航海學院2020屆碩士研究生趙亮為論文第一作者,王鵬教授為第二作者及通訊作者365体育网站,宋保維教授為論文第三作者,該項工作得到國家自然科學基金面上項目資助。

        網絡圖片

        AIE于2005年在加拿大成立365体育网站,是一個非營利性學術平臺,目前已發展成為工程研究領域新聞信息的權威提供者。AIE主要面向工作在工程科技領域的科學家、工程師及大學師生365体育网站,擁有廣泛的讀者群和較大的影響力365体育网站。AIE每周由其委員會篩選出20篇左右的優秀論文進行特別報道365体育网站,研究方向包括材料365体育网站、化學、電氣365体育网站、機械365体育网站、納米技術、土木以及通用工程(航空航天、通信、計算機),入選率在以上領域發表論文總數的1‰以內。目前,AIE每月的閱讀量達80萬次,并被世界排名前40位的工程公司和全球主要研究機構所鏈接365体育网站,用于跟蹤重要的工程科技進展365体育网站。

        近年來,我?!白灾魉潞叫衅鳌眻F隊圍繞翼身融合水下滑翔機開展了一系列的研究工作,高精度外形優化設計是其中的關鍵技術之一365体育网站。同航空航天365体育网站、機械電子等工程設計領域中存在的諸多優化問題類似(例如飛機氣動外形設計、汽車輕量化設計等)365体育网站,翼身融合水下滑翔機外形設計同樣涉及貴重的實驗或耗時的計算機仿真,屬于貴重黑箱優化問題,如何節約時間和計算成本,提高設計質量,是解決此類優化問題時需要重點考慮的因素。

        代理模型又稱作元模型365体育网站,可用于近似或替代昂貴的實驗或耗時的計算機仿真,能夠有效降低優化難度365体育网站,提高設計效率,現已廣泛應用于工程科學的各個領域。Kriging模型是眾多代理模型方法中最具代表性和應用潛力的一種365体育网站,它不僅能夠提供未知函數的預估值365体育网站,還能夠提供預測的不確定度。雖然Kriging模型的基本理論已經發展了近七十年,但由于“維度詛咒”的存在,傳統Kriging模型對于設計變量較多的高維問題,仍存在建模效率低下的不足365体育网站。而近幾年來365体育网站,工程實踐中越來越多地出現高維問題,以翼身融合水下滑翔機為例,相較于傳統的圓柱形水下滑翔機365体育网站365体育网站,其具有更加復雜的曲面外形,在優化設計過程中需要更多的設計變量365体育网站,直接使用傳統Kriging模型會影響優化的效率和精度365体育网站,對滑翔機高精度外形優化設計提出了巨大的挑戰365体育网站。為此365体育网站,如何解決Kriging模型對于高維問題建模效率低下的問題成為當下的一大熱點。

        針對這一問題,趙亮等人提出了一種可用于高維問題的新型Kriging模型建模方法,研究成果目前發表在學術期刊《結構和多學科優化》上。在他們的研究中365体育网站365体育网站,考慮了Kriging模型對于高維問題建模效率較低的本質原因,利用Kriging模型中的優化超參數能夠反映設計變量全局靈敏度信息的特點,使用最大信息系數(MIC)對優化超參數的大小進行快速預估365体育网站,降低了Kriging模型構建過程中未知參數的數量,改進后只需要優化一個輔助參數就可以建立Kriging模型365体育网站,從而顯著提高了Kriging模型建模效率365体育网站,緩解了Kriging模型難以應用于高維優化設計的問題。

        Kriging超參數優化示意圖

        報導鏈接:

        https://advanceseng.com/efficient-kriging-modeling-method-high-dimensional-design-problems-maximal-information-coefficient/

        原文鏈接:

        https://link.springer.com/article/10.1007/s00158-019-02342-3#citeas



        審核:孫華強

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