复杂结构系统可靠性全局与局部灵敏度分析的一体化高效方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11902254
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0802.固体强度、损伤、断裂与疲劳
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Reliability based design optimization (RBDO) can guarantee the optimal matching of the performance and the reliability, but its application in the complicated structure is limited by the large amount of computational cost of the RBDO. The efficiently unified algorithm will be studied in this proposal for analyzing the global and local reliability sensitivity. In the proposed algorithm, the global reliability sensitivity is used to simplify the reliability model under the required precision, the local one is used to directly provide the optimization searching direction, then the efficiency of the RBDO can be collaboratively improved by the global and local reliability sensitivity, and the difficulty can be solved for the RBDO application in the complicated structure such as the aircraft structure. Based on the Bayes formula, the global reliability sensitivity and the local one are unified as the classification of the model output, on which the embedded Kriging model and the numerical simulation are both constructed to solve the global reliability sensitivity and the local one. The Kriging model is embedded and adaptively updated in the sample pool of the numerical simulation, and the convergent Kriging model is used to realize the classification of the model output, then the efficiency of the proposed Kriging model can be greatly improved while the precision is satisfied. In the proposed numerical simulation algorithm, the dimensionality reduction of the line sampling and the direction sampling is combined with the wide applicability of the Monte Carlo simulation, and the dimensionality reduction sampling is used to realize the classification of the Monte Carlo sampling, then the proposed numerical simulation algorithm can possess the precision of the Monte Carlo method and the efficiency of the dimensionality reduction simultaneously. The proposed Kriging model and the numerical simulation are applied to the aircraft wing for validating their perspective in the engineering application.
可靠性优化可保证不确定性下性能和可靠性的最佳匹配,但分析复杂结构可靠性及其导数的超大计算量制约了可靠性优化的应用。本项目拟研究可靠性全局和局部灵敏度的一体化高效方法,利用全局灵敏度在保证精度同时简化模型,并利用局部灵敏度直接提供优化搜索方向,从而协同提高复杂结构可靠性优化的效率,解决应用难题。所研究的一体化方法依据贝叶斯公式将两类灵敏度统一为输出分类问题,再分别从嵌入式代理模型和数字模拟两方面来建立求解方法。所建嵌入式Kriging模型法在数字模拟样本池内自适应更新代理模型,并利用收敛后的代理模型实现输出分类,从而在保证模拟法精度的同时大幅提高计算效率。所建数字模拟法将结合线抽样和方向抽样的降维特性及蒙特卡洛法的普适性,以降维抽样实现蒙特卡洛样本的分类,使得所提方法在达到蒙特卡洛法精度同时保持降维抽样效率。将两种方法应用于某机翼结构,验证方法的精度、效率及在复杂结构可靠性优化中的应用前景。

结项摘要

可靠性全局和局部灵敏度分别从简化可靠性分析模型和直接提供可靠性优化搜索方向的不同角度来提高可靠性优化设计的效率。因此,研究两类可靠性灵敏度的一体化高效方法对可靠性优化设计具有重要的意义。本项目研究了两类可靠性灵敏度的共性特征,并提出了多种高效一体化分析方法。依据可靠性灵敏度的基本定义和贝叶斯公式,从输出分类的角度揭示可靠性全局和局部灵敏度的共性特征,从而将可靠性全局和局部灵敏度分析统一转化成了输出分类问题,为建立同时求解可靠性局部和全局灵敏度分析的一体化分析方法奠定了基础。进一步地,建立了同时高效求解两类可靠性灵敏度指标的的嵌入式代理模型法和降维抽样法。嵌入式代理模型法中主要研究了自适应Kriging耦合重要抽样数字模拟的AK-in-IS方法和元重要抽样与自适应Kriging相结合的Meta-IS-AK方法,并发展了针对两类可靠性灵敏度分析的嵌入式代理模型的试验设计、学习函数和迭代停止准则,协调计算精度和计算效率的矛盾。降维抽样法中研究了线抽样和方向抽样,建立了降维抽样样本与蒙特卡洛样本之间的关系,并通过自适应Kriging进一步提高了计算效率。最终,将所研究的理论方法应用于机翼前缘加强肋、机翼翼盒以及导弹舵面等工程复杂结构的可靠性及其灵敏度分析,得到了有工程意义的指导意见。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Robust Design Optimization and Improvement by Metamodel
通过元模型进行鲁棒设计优化和改进
  • DOI:
    10.32604/cmes.2020.09588
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    CMES-COMPUTER MODELING IN ENGINEERING & SCIENCES
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Shufang Song;Lu Wang;Yuhua Yan
  • 通讯作者:
    Yuhua Yan
The importance measure of fuzzy input on failure credibility under the fuzzy uncertainty
模糊不确定性下模糊输入对失效可信度的重要性测度
  • DOI:
    10.1016/j.ast.2020.106320
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xiaobo Zhang;Zhenzhou Lu;Lu Wang;Guijie Li
  • 通讯作者:
    Guijie Li
Quantile sensitivity measures based on subset simulation importance sampling
基于子集模拟重要性抽样的分位数敏感性测量
  • DOI:
    10.1016/j.ress.2020.107405
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Reliability Engineering and System Safety
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Shufang Song;Zhiwei Bai;Sergei Kucherenko;Lu Wang;Caiqiong Yang
  • 通讯作者:
    Caiqiong Yang
基于自适应Kriging代理模型的交叉熵重要抽样法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史朝印;吕震宙;李璐祎;王燕萍
  • 通讯作者:
    王燕萍
Reliability index function approximation based on adaptive double-loop Kriging for reliability-based design optimization
基于自适应双环克里金法的可靠性指数函数逼近,用于基于可靠性的设计优化
  • DOI:
    10.1016/j.ress.2021.108020
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Reliability Engineering and System Safety
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Xiaobo Zhang;Zhenzhou Lu;Kai Cheng
  • 通讯作者:
    Kai Cheng

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

缓蚀颜料复合型水性环氧富锌涂料的制备与应用
  • DOI:
    10.12020/j.issn.0253-4312.2022.3.51
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    涂料工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王燕萍;方艳;付长清;申亮
  • 通讯作者:
    申亮
危害中国花卉的疫霉菌及其防控措施综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    江苏农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    盛桂林;王燕萍;陈夕军;陈孝仁
  • 通讯作者:
    陈孝仁
废弃液晶面板中有机热解炭还原回收铟的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    有色金属
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王燕萍;王瑞雪;张承龙;马恩;王景伟
  • 通讯作者:
    王景伟
离子液体增塑熔纺制备醋酸丁酸纤维素纤维
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    东华大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王心航;王燕萍;夏于旻;王依民
  • 通讯作者:
    王依民
去整合素金属蛋白酶10在糖尿病冠状动脉支架内再狭窄中作用的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    国际心血管病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴丽苹;王燕萍;蔡芯;陈媛媛;杨克;陆林;沈卫峰;曹久妹
  • 通讯作者:
    曹久妹

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码