迈向核聚变中的虚拟鉴定：在高热通量部件上演示概率模型验证

未来聚变发电厂中运行部件的鉴定将严重依赖部件行为的模拟。由于预期运行环境的许多方面缺乏代表性的测试环境，因此有必要对部件进行完全或部分的虚拟鉴定。虚拟鉴定的基石是对其所依赖的模拟模型进行可信的验证。在这项工作中，我们提出了一个概率模型验证框架，该框架构成了在聚变中实施虚拟鉴定的基础。我们在一个代表性部件上演示了我们的框架：一个承受紧密耦合多物理场载荷的高热通量散热器。我们进行了数据丰富的优化实验，在实验中我们实施了高保真度诊断，并严格量化了所有测量上的偶然不确定性和认知不确定性。我们的模拟方法有效地对输入不确定性分布进行采样，以预测描述部件响应的概率盒，并使用统计代理来复现我们希望验证的有限元模型的行为。然后，我们使用修正面积验证度量的新颖实现来量化有限元模型的模型形式误差，将其与偶然和认知实验不确定性隔离开来。我们讨论了我们的验证方法对虚拟鉴定的贡献，以及它所促进的基于风险的决策制定的好处。实验、模拟和验证数据集已作为聚变概率验证方法的基准发布，并可用于开发新的模型验证方法。