用于多保真度气动-伺服-弹性仿真器的分层Kriging——在风力发电机极端载荷上的应用
统计计算
2017-09-25 v1 应用统计
摘要
在本文中，我们考虑采用多保真度代理模型来融合多个复杂度不同的气动-伺服-弹性计算机仿真器的输出。在许多情况下，针对风力发电机上的同一目标量，会有来自多个仿真器的预测结果可用。在这种情况下，有充分证据表明，融合多个气动-伺服-弹性仿真器的输出，比使用任何单一仿真器能产生更好的预测能力和更低的模型不确定性。分层Kriging是一种多保真度代理建模方法，其中低成本（低保真度）仿真器的Kriging代理模型被用作高保真度仿真器Kriging代理模型的趋势。我们提出了一种分层Kriging的参数化方法，通过评估可用Kriging参数候选的所有可能组合来选择最佳代理模型。通过在存在模型不确定性和异质噪声输出的情况下，将大型多兆瓦风力发电机叶片根部的极端挥舞弯矩作为风速、湍流和风切变指数的函数进行融合，展示了这种参数化分层Kriging方法。极端响应由两种被广泛接受的风力发电机专用气动-伺服-弹性计算机仿真器FAST和Bladed获得。在有限的高保真度仿真下，与传统Kriging相比，分层Kriging对验证数据产生了更准确的预测。此外，与传统Kriging相反，分层Kriging被证明是一种鲁棒的代理建模技术，因为它对Kriging参数的选择和估计误差的选择不太敏感。
引用
@article{arxiv.1709.07637,
title = {Hierarchical Kriging for multi-fidelity aero-servo-elastic simulators - Application to extreme loads on wind turbines},
author = {I. Abdallah and C. Lataniotis and B. Sudret},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.07637},
year = {2017}
}