随机波场中船舶响应时间超越概率的高效计算
流体动力学
2022-06-10 v1 数据分析、统计与概率
摘要
在这项工作中，我们开发了一个计算框架，用于高效量化随机波场中船舶响应的时间超越概率，即船舶响应超过给定阈值的时长占比。特别地，我们考虑大阈值，使得响应超越需作为稀有事件处理。我们的计算框架建立在将波场参数化为波群，并通过贝叶斯实验设计（BED）在波群参数空间中进行高效采样之上。遵循该框架的先前工作仅研究了群内最大值响应的极端统计，即波群内的最大响应，然而这在实际中不易解释（例如，其值依赖于波群的主观定义）。为使该框架适应更鲁棒的时间超越概率度量，需要对BED的两个组成部分（代理模型与采集函数）引入新的改进，文中对此作了详述。我们针对由非线性横摇方程计算的船舶横摇运动情形验证了框架，结果在与真实解的一致性和结果对波群定义准则的独立性方面均表现良好。最后，我们展示了该框架与CFD模型耦合以处理更真实和通用的船舶响应问题。
引用
@article{arxiv.2206.04131,
title = {Efficient computation of temporal exceeding probability of ship responses in a random wave field},
author = {Xianliang Gong and Katerina Siavelis and Zhou Zhang and Yulin Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.04131},
year = {2022}
}