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An efficient adaptive global sensitivity analysis method based on multi-fidelity sensitivity error information

delete2025-09-20
delete0
PRE
AI
B
Baoping Li
Z
Zhenglong Jin
X
Xinglong Xia
谢婷丽 封面图
谢婷丽 (Tingli Xie) *
胡杰翔 封面图
胡杰翔 (Jiexiang Hu)
Q
Qi Zhou
DOI:10.1007/s00158-025-04114-8delete
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摘要

摘要

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全局敏感性分析(GSA)是不确定性量化中的一个关键步骤,但通常需要巨大的计算成本来理解输入与输出之间的关系。为解决此问题,本文提出了一种基于多 fidelity 代理模型的自适应更新 GSA 方法(AHK-GSA)。该方法引入了一种基于高低 fidelity 敏感性分析结果的新型自适应更新函数。通过最大化该函数,可以同时提高代理模型和敏感性分析的精度。此外,通过计算迭代过程中敏感性分析误差的空间分布,该方法能自适应地修正多 fidelity 代理模型,实现代理模型与敏感性分析的全集成。采用四个数学算例及负泊松比超材料结构的力学问题验证了所提 AHK-GSA 的有效性。在数学算例中,所提 AHK-GSA 方法降低了敏感性分析的算力成本,总成本最多减少 47.1%。在负泊松比超材料结构的力学问题中,所提 AHK-GSA 方法相比其他三种最先进方法,分别降低了 23.3%、39.5% 和 32.35% 的算力成本。
Keyword:
Uncertainty quantification
Global sensitivity analysis
Multi-fidelity
Adaptive updating
Sensitivity analysis error

期刊

Structural and Multidisciplinary Optimization 封面图
Structural and Multidisciplinary Optimization
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Global sensitivity analysis via multi-fidelity polynomial chaos expansion
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