比较多指数随机配置与多保真度随机径向基函数在船舶阻力前向不确定性量化中的表现
数值分析
2021-11-29 v4 数值分析
摘要
本文针对一个船舶工程问题的前向不确定性量化，对两种多保真度方法进行了比较。具体而言，我们考虑在静水中航行且受两种运行不确定性（船速与载荷）影响的滚装客船的流体动力阻力不确定性量化问题。采用两种多保真度方法，即多指数随机配置（MISC）方法和自适应多保真度随机径向基函数（SRBF）算法，计算了感兴趣量（QoI）的前四阶统计矩（均值、方差、偏度、峰度）以及概率密度函数。QoI 通过计算流体动力学模拟进行评估，模拟使用自研非定常雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）多重网格求解器 navis 完成。两种方法所用的不同保真度通过在多重网格循环的不同网格层级上停止 RANS 求解器获得。给出并讨论了两种方法的性能：简而言之，研究结果表明，至少就两种算法的当前实现而言，在可用计算预算有限时宜优先选用 MISC，而在较大计算预算下，由于 SRBF 对 QoI 评估中的数值噪声具有鲁棒性，似乎更可取。
引用
@article{arxiv.2106.00591,
title = {Comparing Multi-Index Stochastic Collocation and Multi-Fidelity Stochastic Radial Basis Functions for Forward Uncertainty Quantification of Ship Resistance},
author = {Chiara Piazzola and Lorenzo Tamellini and Riccardo Pellegrini and Riccardo Broglia and Andrea Serani and Matteo Diez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.00591},
year = {2021}
}
备注
This article supersedes arXiv:2005.07405