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高等数学研究 2024年第1期27卷 51-57页

作者：宋述芳王家辉吕震宙员婉莹西北工业大学航空学院陕西西安710072

本文通过算例分析了参数概率表征方法的适用性和有效性.对于非参数概率密度估计,介绍了几种拟合变量概率密度函数的方法,通过算例对比了不同方法的拟合效果.

关键词：随机试验样本概率表征参数估计假设检验概率密度函数

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参数可靠性全局灵敏度高效分析的代理模型法

航空学报 2023年第12期44卷 188-200页

作者：员婉莹吕震宙西北工业大学重庆科创中心重庆400000 西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学深圳研究院深圳518063

针对分布参数和输入变量双重随机性下,输入变量分布参数可靠性全局灵敏度分析涉及的复杂耦合3层计算制约参数可靠性全局灵敏度的应用,从单层重要抽样结合自适应Kriging代理模型的角度,建立了参数可靠性全局灵敏度分析的高效算法。首先,... 详细信息

针对分布参数和输入变量双重随机性下,输入变量分布参数可靠性全局灵敏度分析涉及的复杂耦合3层计算制约参数可靠性全局灵敏度的应用,从单层重要抽样结合自适应Kriging代理模型的角度,建立了参数可靠性全局灵敏度分析的高效算法。首先,利用贝叶斯理论、Metropolis-Hastings准则和Edgeworth级数建立基于重要抽样的参数可靠性全局灵敏度的单层分析公式,统一可靠性与参数可靠性全局灵敏度分析,将参数可靠性全局灵敏度分析的关键问题转化为无条件重要抽样样本安全和失效状态的识别问题,实现重复利用1组无条件重要抽样样本计算得到所有不确定性分布参数对可靠性的影响;其次,利用Kriging代理模型自适应构造近似最优重要抽样概率密度函数(PDF),实现重要抽样样本的产生;最后,在重要抽样样本池内继续更新构造最优重要抽样概率密度函数的Kriging代理模型,直到重要抽样样本安全或失效状态被Kriging代理模型准确识别,利用更新结束后的Kriging代理模型替代真实功能函数识别重要抽样样本安全或失效状态,完成参数可靠性全局灵敏度分析。数值算例和导弹弹翼算例分析验证了本文所提方法的高效性和准确性。

关键词：参数可靠性全局灵敏度分析贝叶斯理论代理模型 Metropolis-Hastings准则重要抽样法 Edgeworth级数

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受内压航空管道弯曲疲劳可靠性

同济大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 108-116页

作者：沈兴铿王光强杨婧员婉莹杨宏伟张屹尚戴瑛贺鹏飞同济大学航空航天与力学学院上海200092 中国航发商用航空发动机有限责任公司研发中心上海200241 西北工业大学航空学院陕西西安710072

引入结合Kriging代理模型法和Monte Carlo抽样法的主动学习可靠性分析方法(AK-MCS),以管道尺寸、作用载荷以及管材属性为基本随机变量,对受内压悬臂管道在给定工况(即28 MPa内压,自由端5.06 mm纵向位移循环载荷)下的疲劳寿命进行可靠性... 详细信息

引入结合Kriging代理模型法和Monte Carlo抽样法的主动学习可靠性分析方法(AK-MCS),以管道尺寸、作用载荷以及管材属性为基本随机变量,对受内压悬臂管道在给定工况(即28 MPa内压,自由端5.06 mm纵向位移循环载荷)下的疲劳寿命进行可靠性分析。首先根据管道三点弯曲疲劳试验结果,通过线性回归分析建立管道的Manson-Coffin疲劳寿命模型,而后采用AK-MCS方法获得管道的疲劳寿命-失效概率/可靠度曲线,为内压管道的工程应用提供了基于概率的寿命预测结果。根据该曲线进而得到管道的疲劳寿命频数直方图,发现弯曲疲劳寿命总体上呈正态分布。此外,通过与Monte Carlo方法的比较,证实了AK-MCS方法在保证受内压航空管道弯曲疲劳可靠性分析精度的同时,还大大降低了计算量。

关键词：内压管道疲劳可靠性 Kriging代理模型法 Monte Carlo抽样法主动学习方法

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失效概率矩独立全局灵敏度指标的高效算法

力学学报 2016年第4期48卷 1004-1012页

作者：员婉莹吕震宙蒋献西北工业大学航空学院西安710072 中国飞行试验研究院飞机所西安710089

基于失效概率的矩独立全局灵敏度指标能够有效地分析输入变量的不确定性对结构系统失效概率的影响程度.然而,目前以抽样方式来计算该灵敏度指标的方法都不能最大程度地利用样本.因此,研究了在准确计算该指标的基础上如何提高样本的利用... 详细信息

基于失效概率的矩独立全局灵敏度指标能够有效地分析输入变量的不确定性对结构系统失效概率的影响程度.然而,目前以抽样方式来计算该灵敏度指标的方法都不能最大程度地利用样本.因此,研究了在准确计算该指标的基础上如何提高样本的利用率.基于所证明的连续区间上的全方差公式,提出了基于空间分割及重要抽样法来高效计算该指标的方法,其仅需一组样本,且计算量与输入变量的维数无关.该方法首先通过重要抽样密度抽取一组样本,使得抽取到的样本以较大的概率落入失效域从而加快计算的收敛速度,其次,通过重复利用这一组样本来计算出各个输入变量的基于失效概率的矩独立全局灵敏度指标,大大提高了样本的利用率和计算效率.验证算例的计算结果,说明了所提方法在计算效率、计算精度、收敛性及稳健性方面都较已有同类方法高,具有更好的工程适用性.

关键词：失效概率全局灵敏度指标全方差公式空间分割重要抽样

方差全局灵敏度求解的空间分割结合无迹变换方法

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国防科技大学学报 2017年第1期39卷 166-173页

作者：员婉莹吕震宙赵录峰西北工业大学航空学院陕西西安710072

为有效计算基于方差的全局灵敏度指标尤其是非线性程度较高的响应函数的,将积分空间的可加性以及无迹变换结合起来,利用函数在子空间内非线性程度会降低以及无迹变换方法在概率空间内对低非线性函数性质具有强捕捉能力的特点,提出计算... 详细信息

为有效计算基于方差的全局灵敏度指标尤其是非线性程度较高的响应函数的,将积分空间的可加性以及无迹变换结合起来,利用函数在子空间内非线性程度会降低以及无迹变换方法在概率空间内对低非线性函数性质具有强捕捉能力的特点,提出计算基于方差的全局灵敏度指标的高效方法。该方法只需产生一组无迹变换样本就可以近似求得各阶灵敏度指标,并且该近似解随空间分割个数的增加而收敛于真值。通过非线性程度较高的验证算例及工程算例验证了所提方法在处理非线性功能函数上的高效性和准确性。

关键词：全局灵敏度空间分割无迹变换高度非线性

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一种高效计算各类基于方差灵敏度指标的方法

北京航空航天大学学报 2016年第4期42卷 796-805页

作者：员婉莹吕震宙牟珊珊西北工业大学航空学院西安710072

为同时计算各类基于方差的灵敏度指标,提出了基于空间分割和无迹变换(UT)的计算方法,其可以重复利用一组样本点近似计算出基于方差的全局灵敏度指标(Sobol指标)、基于方差的区域灵敏度指标以及基于方差的W指标。除此之外,还对基于方差的... 详细信息

为同时计算各类基于方差的灵敏度指标,提出了基于空间分割和无迹变换(UT)的计算方法,其可以重复利用一组样本点近似计算出基于方差的全局灵敏度指标(Sobol指标)、基于方差的区域灵敏度指标以及基于方差的W指标。除此之外,还对基于方差的W指标进行了改进,改进的基于方差的W指标除包含原始指标所提供的信息外,还包含了输入变量取不同实现区间时对输出响应方差影响的变异性,可以更合理地反映调整输入变量的不同取值区间对输出离散程度的平均影响。数值算例以及工程算例的计算结果表明了本文方法在计算上的准确性以及改进的基于方差的W指标的合理性。

关键词：空间分割无迹变换(UT) Sobol指标区域灵敏度指标 W指标改进的W指标

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失效概率函数求解的高效算法

国防科技大学学报 2018年第3期40卷 159-167页

作者：凌春燕吕震宙员婉莹西北工业大学航空学院陕西西安710072

结合基于分数矩约束的极大熵方法和替代模型法,发展了一种失效概率函数求解的高效算法。所提算法的基本思路是利用自主学习的迭代Kriging方法来构造失效概率函数,即采用较少的训练样本来构造粗糙的失效概率函数,在此基础上通过添加新的... 详细信息

结合基于分数矩约束的极大熵方法和替代模型法,发展了一种失效概率函数求解的高效算法。所提算法的基本思路是利用自主学习的迭代Kriging方法来构造失效概率函数,即采用较少的训练样本来构造粗糙的失效概率函数,在此基础上通过添加新的违反学习函数约束的样本来更新失效概率函数,直到达到精度要求。对于每一个分布参数的训练样本点,所提方法采用分数矩约束的极大熵法来求解相应的失效概率样本。由于分数矩的计算采用了高效的降维积分,并且由于分数矩约束下极大熵法中优化策略高效地逼近了响应的概率密度函数,从而使得失效概率样本能够被高效高精度地估计出来。为了检验所提方法的精度及效率,给出了两个算例,对比了所提方法与已有的失效概率函数求解的Bayes公式法及Monte Carlo法等,结果表明,所提方法适用于求解复杂的功能函数问题,且在满足精度要求的基础上大大降低了计算量。

关键词：失效概率函数自主学习Kriging方法分数矩极大熵方降维方法

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可靠性全局灵敏度指标的空间分割高效方法

北京航空航天大学学报 2017年第6期43卷 1199-1207页

作者：员婉莹吕震宙蒋献杨彩琼西北工业大学航空学院西安710072 中国飞行试验研究院飞机所西安710089

可靠性全局灵敏度指标能够有效地分析输入变量的不确定性对结构系统失效概率的影响程度,为提高该灵敏度指标求解数字模拟法的效率,提出了一种基于密度权重及连续无重叠区间全方差公式的空间分割高效方法。所提方法通过连续无重叠区间上... 详细信息

可靠性全局灵敏度指标能够有效地分析输入变量的不确定性对结构系统失效概率的影响程度,为提高该灵敏度指标求解数字模拟法的效率,提出了一种基于密度权重及连续无重叠区间全方差公式的空间分割高效方法。所提方法通过连续无重叠区间上的全方差公式来加快该指标计算的收敛速度,利用密度权重法在输入变量可能的取值区间内进行均匀抽样,并以均匀样本点的联合概率密度函数的权重来保证计算的等价性,这使得所构造的方法不需要寻找失效域的设计点,因此其可以有效解决非线性程度较高难以找到设计点及多设计点的问题。除此之外,应用空间分割技术,使得本文所提方法仅需重复利用一组样本点,就可同时得到各个输入变量的可靠性全局灵敏度指标,消除了计算量与输入变量维数的相关性,大大地提高了样本的利用率和计算效率。验证算例的计算结果,说明了本文方法对计算功能函数非线性程度较高及多设计点问题的高效性。

关键词：可靠性全局灵敏度指标连续无重叠区间上的全方差公式密度权重空间分割非线性多设计点

小失效概率情况下的全局可靠性灵敏度分析的高效方法

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航空学报 2016年第9期37卷 2766-2774页

作者：柳诗雨吕震宙员婉莹肖思男西北工业大学航空学院西安710072

针对目前很多算法都无法准确、高效地计算小失效概率(10-4,甚至更小)情况下的全局可靠性灵敏度问题,本文提出了一种高效求解小失效概率情况下的全局可靠性灵敏度新算法。所提算法通过扩大标准差构造重要抽样密度函数来进行空间分割(SP)... 详细信息

针对目前很多算法都无法准确、高效地计算小失效概率(10-4,甚至更小)情况下的全局可靠性灵敏度问题,本文提出了一种高效求解小失效概率情况下的全局可靠性灵敏度新算法。所提算法通过扩大标准差构造重要抽样密度函数来进行空间分割(SP),再与无迹变换(UT)结合,利用函数在分割后的子空间内非线性程度的降低和无迹变换方法可以高效计算低非线性程度函数的前二阶矩,来高效准确地计算小失效概率情况下的全局可靠性灵敏度。所提算法的优点有:重要抽样密度函数的选择可以使得空间分割时向重要区域偏移,并且在分割区域内功能函数的复杂性被降低,从而可以利用无迹变换方法高效计算失效概率,进而高效求得全局可靠性灵敏度。与已有的算法相比,算例说明了本文所提方法的优势。

关键词：小失效概率全局可靠性灵敏度重要抽样空间分割无迹变换

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指向辩证思维培养的问题链设计与运用实践

中小学外语教学 2024年第9期47卷 1-5页

作者：章婉莹南京市致远初级中学

《义务教育英语课程标准(2022年版)》提出要发展学生的辩证思维。辩证思维就是用联系、发展和对立统一的观点看待事物的思维方式。内含辩证思想的问题链能有效培养学生的辩证思维。本文结合具体案例,详细阐述了如何在初中英语阅读教学... 详细信息

《义务教育英语课程标准(2022年版)》提出要发展学生的辩证思维。辩证思维就是用联系、发展和对立统一的观点看待事物的思维方式。内含辩证思想的问题链能有效培养学生的辩证思维。本文结合具体案例,详细阐述了如何在初中英语阅读教学中设计并运用问题链,培养学生用联系、发展和对立统一的观点分析和解决问题,为初中英语阅读课堂教学中学生辩证思维的培养提供具体路径。

关键词：新辩证思维问题链阅读课堂初中英语