[发明专利]一种基于高维模型表征与顶点分析策略的空腔噪声预测方法

摘要

本发明公开了一种基于高维模型表征与顶点分析策略的空腔噪声预测方法。首先，将空腔噪声预测过程中的不确定性以相互独立的区间模型定量化，利用空腔噪声响应关于参数非线性程度确定其最佳平方逼近函数的阶数及高斯积分点。其次，利用高斯积分点对区间参数进行抽样，计算每个区间参数样本点处空腔噪声响应的离散值，进一步利用高维模型表征理论建立基于逐维最佳平方逼近函数的代理模型。最后，计算由所有区间参数张成的超立方体顶点的空间位置坐标及相应顶点处代理模型的取值，进一步确定区间参数影响下空腔噪声响应的区间波动范围。本发明考虑了不确定性对空腔噪声预测的影响，与实际工程领域具有良好吻合性。

主权项

1.一种基于高维模型表征与顶点分析策略的空腔噪声预测方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：根据工程需求确定空腔噪声分析的响应列向量P所包含的响应分量，根据研究人员或者工程经验数据确定不确定参数列向量z所包含的不确定参数，基于不确定参数列向量z的试验数据，利用区间模型将其定量化为区间参数列向量zI，其下界列向量为zL，上界列向量为zU，中点列向量为zc和半径列向量为zr；第二步：根据第一步中响应列向量P关于区间参数列向量z^I的非线性程度，确定响应列向量P关于每个区间参数最佳平方逼近函数的阶数N、高斯积分点个数m及高斯积分点列向量利用高斯积分点列向量及第一步确定的区间参数列向量z^I的中点列向量z^c、半径列向量z^r，对区间参数列向量z^I进行抽样，将样本点存储于输入样本点矩阵M_I中；第三步：将第二步中所得到的输入样本点矩阵MI逐行代入空腔噪声分析的有限元模型中，计算响应列向量P在每个样本点处的值，并存储于输出样本点矩阵MO；第四步：根据第三步所获得输出样本点矩阵MO建立响应列向量P的第l个分量关于第i个区间参数的最佳平方逼近函数A(l,i)(x)；第五步：将第一步中区间参数向量zI的中点列向量zc代入空腔噪声分析的有限元模型中，计算响应列向量值名义值为Pc，基于高维模型表征理论，根据第四步所获得最佳平方逼近函数A(l,i)(x)，建立响应列向量P的第l个分量在n维区间参数空间内的代理模型A(l)(x)；第六步：根据顶点分析策略确定n维超正方体所有顶点的空间位置坐标，并存储于顶点矩阵MV中；第七步：基于第五步所获得的第l个响应分量的代理模型A^(l)(x)与第六步所获得的顶点矩阵M_V，将顶点矩阵M_V的第k列代入代理模型A^(l)(x)中，计算获得n维超正方体第k个顶点处响应列向量P第l个分量的离散值进一步根据顶点分析策略确定响应列向量P第l个分量的区间界限第八步：利用第四步至第六步遍历响应分量索引值l，可以计算得到响应列向量P的下界列向量PL和上界列向量PU，最终可以确定空腔噪声响应的波动范围为PI＝[PL,PU]。