Accurate modeling of aerodynamic loads is essential for understanding and predicting the responses of complex structural systems. However, these models often rely on simplifications of the true physical forces, introducing assumptions that can limit their accuracy. Validating such models becomes particularly challenging in the presence of noisy or incomplete data. To address this, we introduce a probabilistic physics-informed machine learning approach designed to reconstruct the underlying aerodynamic loads from noisy measurements of structural dynamic responses. The model avoids overfitting, eliminates the need for regularization schemes, and allows for the use of heterogeneous and multi-fidelity data during the training process. The efficacy of the approach is demonstrated through the reconstruction of aerodynamic loads on the Great Belt East Bridge, simulated under a linear unsteady assumption. Results show a strong agreement between true and predicted loads, particularly related to root mean squared errors, magnitude, phase angle and peak values of the signals. The method for load reconstructing holds broad applicability, such as modeling validation, future load estimation, and structural damage prognosis.


翻译:精确建模气动载荷对于理解和预测复杂结构系统的响应至关重要。然而,这些模型通常依赖于真实物理力的简化,引入的假设会限制其精度。在存在噪声或不完整数据的情况下,验证此类模型变得尤为困难。为解决此问题,我们提出了一种基于概率物理信息的机器学习方法,旨在从结构动力响应的噪声测量中重构底层气动载荷。该模型避免了过拟合,无需正则化方案,并允许在训练过程中使用异构和多保真度数据。通过在大贝尔特东桥上模拟线性非定常假设下的气动载荷重构,验证了该方法的有效性。结果显示,真实载荷与预测载荷高度一致,尤其在均方根误差、幅值、相位角和信号峰值方面表现突出。该载荷重构方法具有广泛适用性,可用于模型验证、未来载荷估算及结构损伤预测。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
物理学中的高级深度学习
专知会员服务
20+阅读 · 2025年12月9日
《一种通用高速弹丸结构的气动特性研究》最新152页
专知会员服务
11+阅读 · 2025年9月5日
【牛津大学博士论文】图高斯过程,134页pdf
专知会员服务
31+阅读 · 2024年10月3日
专知会员服务
141+阅读 · 2021年11月21日
最新《高斯过程回归简明教程》,19页pdf
专知会员服务
73+阅读 · 2020年9月30日
常用的模型集成方法介绍:bagging、boosting 、stacking
你的算法可靠吗? 神经网络不确定性度量
专知
40+阅读 · 2019年4月27日
解读 | 得见的高斯过程
机器学习算法与Python学习
14+阅读 · 2019年2月13日
基于信息理论的机器学习
专知
22+阅读 · 2017年11月23日
FCS 论坛 | 孟德宇:误差建模原理
FCS
15+阅读 · 2017年8月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
5+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员