Numerical predictions of quantities of interest measured within physical systems rely on the use of mathematical models that should be validated, or at best, not invalidated. Model validation usually involves the comparison of experimental data (outputs from the system of interest) and model predictions, both obtained at a specific validation scenario. The design of this validation experiment should be directly relevant to the objective of the model, that of predicting a quantity of interest at a prediction scenario. In this paper, we address two specific issues arising when designing validation experiments. The first issue consists in determining an appropriate validation scenario in cases where the prediction scenario cannot be carried out in a controlled environment. The second issue concerns the selection of observations when the quantity of interest cannot be readily observed. The proposed methodology involves the computation of influence matrices that characterize the response surface of given model functionals. Minimization of the distance between influence matrices allow one for selecting a validation experiment most representative of the prediction scenario. We illustrate our approach on two numerical examples. The first example considers the validation of a simple model based on an ordinary differential equation governing an object in free fall to put in evidence the importance of the choice of the validation experiment. The second numerical experiment focuses on the transport of a pollutant and demonstrates the impact that the choice of the quantity of interest has on the validation experiment to be performed.


翻译:对物理系统中测量的利息量的数值预测,依靠使用应验证或充其量不失效的数学模型。模型验证通常涉及比较实验数据(利益系统的产出)和模型预测,两者都是在特定验证假设情况下获得的。这一验证试验的设计应与模型的目标直接相关,即在预测假设情景中预测利息量的目标直接相关。在本文件中,我们讨论了设计验证实验时产生的两个具体问题。第一个问题是在无法在受控制环境中进行预测假设的情况下确定适当的验证假设情景。第二个问题涉及在无法轻易观察到利息数量的情况下选择观测。拟议的方法涉及计算影响矩阵,这些矩阵是特定模型功能反应面的特点。缩小影响矩阵之间的距离,允许一个人选择最能代表预测假设情景的验证实验。我们用两个数字实例来说明我们的方法。第一个例子是,在对一个物体进行普通差异方进行验证的情况下,验证一个简单的模型。第二个问题涉及选择验证试验的重要性。第二个数字实验侧重于对试验的数值的影响。该试验以试验的数值为重点。</s>

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