Within the scope of our recent approach for Efficient Unsupervised Constitutive Law Identification and Discovery (EUCLID), we propose an unsupervised Bayesian learning framework for discovery of parsimonious and interpretable constitutive laws with quantifiable uncertainties. As in deterministic EUCLID, we do not resort to stress data, but only to realistically measurable full-field displacement and global reaction force data; as opposed to calibration of an a priori assumed model, we start with a constitutive model ansatz based on a large catalog of candidate functional features; we leverage domain knowledge by including features based on existing, both physics-based and phenomenological, constitutive models. In the new Bayesian-EUCLID approach, we use a hierarchical Bayesian model with sparsity-promoting priors and Monte Carlo sampling to efficiently solve the parsimonious model selection task and discover physically consistent constitutive equations in the form of multivariate multi-modal probabilistic distributions. We demonstrate the ability to accurately and efficiently recover isotropic and anisotropic hyperelastic models like the Neo-Hookean, Isihara, Gent-Thomas, Arruda-Boyce, Ogden, and Holzapfel models in both elastostatics and elastodynamics. The discovered constitutive models are reliable under both epistemic uncertainties - i.e. uncertainties on the true features of the constitutive catalog - and aleatoric uncertainties - which arise from the noise in the displacement field data, and are automatically estimated by the hierarchical Bayesian model.


翻译:在我们最近采用的高效的不受监督的组织法识别和发现方法(EUCLID)的范围内,我们提出了一个不受监督的巴伊西亚学习框架,以发现具有可量化不确定性的模糊和可解释的成文法。在确定性的EUCLID方法中,我们不使用压力数据,而只使用现实的可测量的全场流离失所和全球反应力量数据;而不是校正一个先验假设模型,我们从一个基于大量候选功能特征的分类的构成模型 ansatz 开始;我们利用域域域知识,包括基于现有、基于物理的和自动的奥氏分子学、组织模型的特征。在新的巴伊西亚-欧盟-CLUCLID方法中,我们使用一个等级的Bayesian模型,其中具有震动性的前期和蒙特卡洛抽样,以有效解决偏差模型选择任务,并发现以多变多式的多式稳定度模型形式构成方程式;我们展示了准确和高效地从真实和不固定的地层-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-地-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系-直系

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