耦合多物理场生物膜模型中材料参数的反演分析
计算工程、金融与科学
2022-12-26 v1
摘要
本文提出一种反演分析算法，用于在不同耦合多物理场生物膜模型中寻找多个材料参数的最佳拟合。我们采用非线性连续介质力学方法对流动腔实验中发生的生物膜变形进行建模。目标函数基于模型与实验之间流体-生物膜界面距离的简易几何度量。采用基于有限差分近似的 Levenberg-Marquardt 算法作为优化器。所提方法使用的模型评估次数适中至较少。为初步展示与评估，该算法被应用于基于生成的数值结果并添加高斯噪声的不同数值算例上进行测试。所得数值结果表明，所提方法对模型中考察的不同物理效应与所选数值方法均表现良好。给出的算例展示了生物膜模型中多参数的反演分析，包括流固耦合效应、孔隙弹性、非均匀材料特性以及生长。
引用
@article{arxiv.2110.07200,
title = {Inverse analysis of material parameters in coupled multi-physics biofilm models},
author = {Harald Willmann and Wolfgang A. Wall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.07200},
year = {2022}
}