A machine learning (ML) method is generalizable if it can make predictions on inputs which differ from the training dataset. For predictions of wave-induced ship responses, generalizability is an important consideration if ML methods are to be useful in design evaluations. Furthermore, the size of the training dataset has a significant impact on the practicality of a method, especially when training data is generated using high-fidelity numerical tools which are expensive. This paper considers a hybrid machine learning method which corrects the force in a low-fidelity equation of motion. The method is applied to two different case studies: the nonlinear responses of a Duffing equation subject to irregular excitation, and high-fidelity heave and pitch response data of a Fast Displacement Ship (FDS) in head seas. The generalizability of the method is determined in both cases by making predictions of the response in irregular wave conditions that differ from those in the training dataset. The influence that low-fidelity physics-based terms in the hybrid model have on generalizability is also investigated. The predictions are compared to two benchmarks: a linear physics-based model and a data-driven LSTM model. It is found that the hybrid method offers an improvement in prediction accuracy and generalizability when trained on a small dataset.


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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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