The article is aimed to address a combinative 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 (Zhu et al., 2019). It is demonstrated that machine learning can be employed to represent the key but implicit inter-relationships between formulations obtained at different orders from asymptotic analysis. Moreover, in the context of microstructural homogenisation, asymptotic analysis helps offer a platform for machine learning to release its full potentials in function representation. Firstly, asymptotic analysis identifies a computational routine for data acquisition, thus the training data are sufficient in theory. Secondly, the number of input arguments for machine learning can be minimised based on the explicit results by asymptotic analysis, and the scale of the machine learning model in use is kept small. Thirdly, the input arguments for machine learning are shown to be complete. Then the situation where certain factors affecting the function relationship represented by machine learning is avoided. Other issues on incorporating machine learning into the AHTO plus framework, such as ensuring the positive definiteness of the homogenised elasticity tensor and the speeding-up of the associated sensitivity analysis, are also discussed here. Numerical examples show that the use of machine learning in the AHTO plus scheme can bring about an acceleration by two orders of magnitude, if compared with the existing treatments of using a zoning strategy.


翻译:文章旨在解决混合使用无症状分析和机器学习的杂交应用,以快速严格设计配置,填充平整的等级缩微结构。讨论是在改进无症状-异化地形优化框架(Zhu等人,2019年)的背景下进行的。事实证明,机器学习可以用来代表从无症状分析的不同顺序中获得的配方之间关键但隐含的相互关系。此外,在微型结构同质化背景下,无症状分析有助于提供一个机器学习平台,以释放功能表达的全部潜力。首先,无症状分析确定了数据采集的计算常规(AHTO+)框架(Zhu等人,2019年)。第二,根据无症状分析的明确结果,机器学习的输入参数数量可以最小化,而机器学习模式的使用规模则保持较小。第三,机器学习的输入参数显示,机器学习的精度将带来功能的敏感度,然后,将某种加速度的系统化模型显示,将某种加速度的系统化模型作为正态关系。随后,将某种加速度的系统化模型显示,将某种加速度的系统化模型作为正态关系,将显示某种稳定的加速度的系统,将自动学习过程将展示。

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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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