基于物理的模型验证通用策略：以地震现象、大气辐射传输和计算流体动力学为例
摘要
验证通常被定义为从预期用途的角度确定模型在多大程度上准确表征现实世界的过程。随着工业和政府越来越依赖计算机模型的预测来为其决策提供依据，验证变得至关重要。在本文中，我们 surveyed 了模型验证文献，并提出将验证表述为一个迭代构建过程，该过程模仿了科学家脑海中隐式发生的过程。因此，我们提供了对模型信任度逐步建立的正式表述，从而用适应性构造近似过程取代了关于验证给定模型不可能性的无能力主张。这种方法更适合验证所具有的模糊、粗粒度性质。我们的程序考虑了用于验证的实验的冗余度与新颖度之比，以及模型预测观测值的程度。我们首先用量子力学（作为 arguably 最确立的物理理论）的成熟过程来说明这一新方法，然后使用来自我们主要科学兴趣的几个具体实例：用于地震的元胞自动机模型、用于多云大气中太阳辐射传输的反常扩散模型，以及用于 Richtmyer-Meshkov 不稳定性的计算流体动力学代码。本文是 Sornette 等人 [2007] 的增强版，该文发表于 2007 年《美国国家科学院院刊》(doi: 10.1073/pnas.0611677104)，并附有电子补充材料 (URL http://www.pnas.org/cgi/content/full/0611677104/DC1)。Sornette 等人 [2007] 也可在预印本 physics/0511219 中获取。
引用
@article{arxiv.0710.0317,
title = {A General Strategy for Physics-Based Model Validation Illustrated with Earthquake Phenomenology, Atmospheric Radiative Transfer, and Computational Fluid Dynamics},
author = {Didier Sornette and Anthony B. Davis and James R. Kamm and Kayo Ide},
journal= {arXiv preprint arXiv:0710.0317},
year = {2016}
}
备注
50 pages, 5 figures, be published in the Lecture Notes in Computational Science and Engineering, Vol. TBD), Proceedings of in Computational Methods in Transport, Granlibakken 2006, F. Graziani and D. Swesty (Eds.), Springer-Verlag, New York (NY), 2007