The article is aimed to address a mutually boosting use of asymptotic analysis and machine learning, for fast stiffness design of configurations infilled with smoothly-varying graded microstructures. The discussion is conducted in the context of an improved asymptotic-homogenisation topology optimisation (AHTO plus) framework. It is demonstrated that on one hand, machine learning can be employed to represent the key but implicit inter-relationships revealed from asymptotic analysis, and the evaluations of the homogenised quantities, as well as the sensitivities of the design variables, become quite efficient. On the other hand, the use of asymptotic analysis identifies a computational routine for data acquisition, thus the training data here are inexhaustible in theory. Key issues regarding integration of the two methods, such as ensuring the positive definiteness of the homogenised elasticity tensor represented with neural networks, are also discussed. The accuracies and the efficiencies of the present scheme are numerically demonstrated. For two-dimensional optimisation, it takes the present algorithm roughly 300 seconds on a standard desktop computer, and this qualifies the present scheme as one of the most efficient algorithms used for the compliance optimisation of configurations infilled with complex microstructures.


翻译:文章旨在探讨如何相互促进地使用无症状分析和机器学习,以便快速严格地设计配有变化顺利的分级微结构的配置,讨论是在改进无症状-异质优化表层优化(AHTO+)框架的背景下进行的,这表明,一方面,机器学习可以用来代表从无症状分析中揭示的关键但隐含的相互关系,对同质数量以及设计变量敏感度的评价变得相当有效。另一方面,使用无症状分析确定了数据采集的计算程序,因此这里的培训数据在理论上是无法使用的。关于整合两种方法的关键问题,例如确保由神经网络代表的同质化弹性强度具有积极的确定性,也讨论了目前办法的精度和效率得到了数字化的证明。对于二维式的优化,它采用目前最高效的算法,在使用的标准计算机和精度组合中,将目前最高效的算法与目前使用的标准计算机和精度组合的精度组合进行这一组合。

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机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
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