Обновление конечного элемента

Обновление модели конечных элементов — это процесс, гарантирующий, что анализ конечных элементов приводит к моделям , которые лучше отражают измеренные данные, чем исходные модели. Это часть проверки и валидации численных моделей.

Процесс проводится путем выбора домена , в котором представлены данные. Используемые домены включают временной домен , частотный домен , модальный домен и частотно-временной домен.

Вторым шагом является определение того, какие части исходных моделей, как предполагается, были смоделированы неправильно.

Третья задача — сформулировать функцию , параметры которой, как ожидается, будут проектными переменными, и которая представляет собой расстояние между измеренными данными и прогнозируемыми данными модели конечных элементов .

Четвертый шаг — реализация метода оптимизации для определения параметров, которые минимизируют эту функцию. В большинстве случаев будет использоваться стратегия оптимизации на основе градиента. Для нелинейного анализа могут использоваться более конкретные методы, такие как моделирование поверхности отклика , оптимизация роя частиц , оптимизация Монте-Карло и генетические алгоритмы . В последнее время обновление модели конечных элементов проводилось с использованием байесовской статистики , которая дает вероятностную интерпретацию обновления модели.

• Friswell, MI; Mottershead, JE (1995). Конечно-элементная модель обновления в структурной динамике . Механика твердого тела и ее приложения. Том 38. MA: Kluwer Academic Publishers Group . С.  1– 286. ISBN 978-0-7923-3431-6.
• Марвала, Цилидзи (2002). «Обновление модели конечных элементов с использованием вейвлет-данных и генетического алгоритма». Journal of Aircraft . 39 (4): 709– 711. doi :10.2514/2.2985.
• Марвала, Т. и Хейнс, П.С., «Метод множественных критериев для обнаружения повреждений конструкций», Журнал AIAA, 195(2), 1998, стр. 1494-1501.
• Левин, RI; Ливен, NAJ (январь 1998). «Обновление динамической конечно-элементной модели с использованием имитации отжига и генетических алгоритмов». Механические системы и обработка сигналов . 12 (1). Elsevier : 91– 120. Bibcode : 1998MSSP...12...91L. doi : 10.1006/mssp.1996.0136.
• Марвала, Цилидзи (2010). Обновление модели конечных элементов с использованием методов вычислительного интеллекта: приложения к структурной динамике . Гейдельберг: Springer . С.  1– 247. ISBN 978-1-84996-322-0.
• Marwala, Tshilidzi; Boulkaibet, Ilyes; Adhikari, Sondipon (2016). Вероятностное обновление конечно-элементной модели с использованием байесовской статистики: применение в авиационной и машиностроительной инженерии . Лондон: John Wiley & Sons . ISBN 978-1-119-15303-0.
• Warwick, BT; Kim, IY; Mechefske, CK (2019). «Оптимизация обновления многокритериальной модели с учетом ортогональности». Журнал вычислительной и нелинейной динамики . 14 (6): 1– 11. doi :10.1115/1.4043086. S2CID  127728939.

• FEMtools: программное обеспечение для обновления конечно-элементной модели в статическом и динамическом структурном анализе