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申请/专利权人：南京航空航天大学;中国飞机强度研究所

摘要：本发明公开了一种考虑认知不确定性的结构热传导模型确认与参数校准方法，包括S1，建立飞行器结构瞬态温度响应的计算模型，开展模型确认与认证试验；S2，辨识结构热传导模型中的多源不确定性参数或变量；S3，分析热传导模型预测区间与试验结果对应关系，设计模型确认指标，并估算不同模型确认场景下的指标值，S4，构建面向模型参数校准与认知不确定性削减的优化模型；S5，基于模型确认指标，对参数校准和认知不确定性削减校准后的模型再次开展模型确认，在符合度满足以后进行模型认证。本发明基于区间过程的重叠建立了一种新的模型确认指标，能够准确地反映计算模型与实验数据之间的一致性，提高计算模型的预测能力。

主权项：1.一种考虑认知不确定性的结构热传导模型确认与参数校准方法，其特征在于，应用于飞行器，包括以下步骤：步骤1，建立飞行器结构瞬态温度响应的计算模型，设计开展模型确认与认证试验；步骤2，辨识结构热传导模型中的多源不确定性参数或变量：采用基于区间的不确定性度量方法表征各不确定性源，通过区间遍历、蒙特卡洛方法实现多源不确定性向热传导模型动态响应的传递，获得结构热传导模型动态响应的不确定性度量，具体的，步骤2.1，使用一阶矩和二阶矩的无偏估计方法处理实验观测数据：设a是均匀分布在区间范围内的随机变量，其理论均值一阶矩为Ea和方差二阶矩为Vara，根据Ea和Vara，计算下界a和上界 步骤2.2，确认基于计算模型区间与实验模型区间的相似度的定量确认指标，即区间相似度M：取两个区间变量：实验模型区间和计算模型区间上标I表示区间，基于区间排序策略，得到两个区间变量的不同位置关系；相似度的数学表达式定义为MaI，b1取决于aI和bI的不同位置关系，共有6种不同情况，表示为： 其中，情况1：实验模型区间与计算模型区间没有交集，且实验模型区间的下界大于计算模型的上界；情况2：实验模型区间与计算模型区间有交集，且计算模型的上界大于实验模型的下界；情况3：实验模型的区间包含计算模型的区间；情况4：实验模型区间与计算模型区间没有交集，且实验模型区间的上界小于计算模型的下界；情况5：实验模型区间与计算模型区间有交集，且实验模型的上界小于计算模型的上界，实验模型的下界小于计算模型的下界；情况6：计算模型的区间包含实验模型的区间；基于MaI,bI定量评价两个区间，MaI,bI绝对值越小，表示区间变量aI和bI越相似，MaI,bI＝0表示两个区间变量相同；步骤2.3，将区间相似度推广到区间过程，基于区间过程的验证度量D表示为： 式中，AeIt,BmIt分别表示实验模型区间和计算模型区间，DAeIt,BmIt表示区间相似度的平均值，MiAeIti,BmIti表示计算模型与ti时刻实验观测数据的区间相似度；步骤3，分析热传导模型计算模型区间与实验观测数据的对应关系，设计兼顾所有对应关系并考虑计算模型与试验数据不确定性的确认指标，并在热传导模型和实验观测数据的支撑下估算不同模型确认场景下的相似度M，判断模型的拟合程度和预测能力是否满足要求，若符满足，则应用模型；若不满足，则可通过模型校准进一步消减模型认知不确定性，具体的：基于已有试验数据，构建面向模型参数校准与认知不确定性削减的优化模型；以最小化确认指标为优化目标，以参数不确定性区间的上下界为设计变量，通过优化算法实现模型参数辨识与更新；优化目标如下： 通过调整参数和的取值范围来优化相似度M的值，采用集合实验观测数据中响应数据进行区间参数校准，对于每种配置，边界x＝0上的瞬态温度是从初始时间到结束时间测量的，通过下式确认的值以得到kI，ρCPI的不确定性区间，然后计算每一个验证点的区间拟合度和区间拟合度的平均值： 式中，表示材料热导率的上下界，表示材料体积热容的上下界，kI表示导热率的不确定性区间，ρCPI表示体积热容的不确定性区间，Mi表示第i个时间点的区间拟合程度；D表示所有区间拟合度的平均值；Ai和Bi分别表示第i个时间点瞬态温度的计算响应区间和实验响应区间，N为验证点的数量大小；步骤4，基于所提出的确认指标，对参数校准和认知不确定性削减校准后的模型再次开展模型确认，在符合度满足以后进行模型认证。

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权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 中国飞机强度研究所 一种考虑认知不确定性的结构热传导模型确认与参数校准方法