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多保真度建模

Multi-Fidelity Modeling
方法 又称:多精度建模 / 变保真度建模 更新于 2026-10-12
定义

混合使用成本低但精度低的低保真数据与成本高但精度高的高保真数据来训练模型,用少量高保真样本校正大量低保真样本,在有限预算下最大化精度。

是什么

低保真数据(粗网格、简化物理、势流/Euler)单价低可大量生成;高保真数据(细网格、 RANS/LES、全耦合)单价高只能少量生成。多保真度方法用低保真模型捕捉整体趋势, 用高保真样本学习修正量(加性/乘性桥接或多层高斯过程),把两者组合成最终预测。

关键要点

  • 预算分配是核心问题:高保真样本数通常只占总量 1%–10%,如何选点比模型结构更影响结果。
  • 相关性是前提:若低保真与高保真趋势不一致(例如低保真漏掉了关键物理机制),修正会失效甚至变差。
  • 常用实现:Co-Kriging / 多层高斯过程、迁移学习式神经网络、残差式修正网络。
  • 与不确定性量化天然结合:低保真区域的不确定性可由高保真样本校准。

常见误区 / 边界

  • 低保真模型不能缺失关键物理(如忽略分离、忽略湍流),否则修正项本身就是强非线性,学不动。
  • 不要只报告总样本量,必须说明高低保真的比例与各自成本。

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