不確定度量化
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
不確定度量化的視頻教程
測量誤差與測量不確定度
測量誤差一般在一定的標準狀態下得出，無法表征實際應用工況下的測量結果好差，測量不確定度可以定量地表示實際工況下測量結果的可信程度。對于測試測量來說，測量人員、傳感器儀器儀表、測量方法、測試對象、環境等都會影響整個測量結果。本課程將為您剖析測量誤差與測量不確定度的聯系與區別。 l 測量誤差 l 測量不確定度 l 測量誤差與測量不確定度的主要區別
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測量誤差與測量不確定度
測量誤差一般在一定的標準狀態下得出，無法表征實際應用工況下的測量結果好差，測量不確定度可以定量地表示實際工況下測量結果的可信程度。對于測試測量來說，測量人員、傳感器儀器儀表、測量方法、測試對象、環境等都會影響整個測量結果，本課程將為您剖析測量誤差與測量不確定度的聯系與區別。 內容概要： 1.測量誤差 2.測量不確定度 3.測量誤差與測量不確定度的主要區別
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測量不確定度的應用實踐
內容概要： 1.測量誤差 2.測量不確定度發展歷程、定義、來源 3.測量誤差與測量不確定度的主要區別 4.統計學基礎 5.標準不確定度和擴展不確定度 6.測量不確定度評定 7.測量不確定度應用實例（以扭矩測量為例） 8.測量改進措施（以扭矩測量為例）
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不確定度量化的實例教程
陳鑫, 王剛, 葉正寅, 等
西北工業大學 航空學院，西安 710072
關鍵詞：不確定度量化；隨機不確定性；認知不確定性；混合不確定性；CFD 可信度評估；CFD 不確定性來源
DOi：10.7638/kqdlxxb-2021.0012
不確定性量化研究是目前CFD技術發展的重要方向，本文從誤差傳遞的理論方法出發，對CFD中存在的不確定性進行量化表達和分析，是具有重要意義的工作。文章引用的文獻多而全，對CFD領域不確定度量化的分類闡述較準確，可以為相關研究提供參考。
研究目的
隨著計算流體力學（CFD）算法和軟件的不斷發展和完善，CFD 數值模擬已經在涉及流體力學的各個領域發揮著日益重要的作用。不確定性因素在 CFD 計算過程中普遍存在，并且會對數值模擬結果造成影響。發展 CFD 不確定度量化方法，既能滿足工程實踐中對 CFD 可信度評估的需求，同時也能夠支撐飛行器的精細化設計。本文旨在總結不確定度量化方法及其在 CFD 領域中的發展與應用。
基本內容與方法
不確定度量化的目標是定量地分析不確定因素對計算結果的影響。不確定度量化工作圍繞以下四個方面展開：
（1）識別。明確不確定性產生的來源。
（2）表征。
展開 變異系數)
剪切應力
和
應力比
在不同應變狀態下的概率分布：
孔隙比
隨應變的概率密度演化特征：
孔隙比和
力學孔隙比在不同應變狀態下的概率分布：
配位數
隨應變的概率密度演化特征：
配位數
和
力學配位數
在不
同
應變狀態下的概率分布：
關鍵力學響應的隨機性評價：
結論
作為一個在顆粒材料力學行為研究領域的探索者，我們在這次的研究中，提出了一種新的研究方法—隨機離散元方法 (Stochastic Discrete Element Method)。這個方法是針對顆粒材料隨機力學行為的一種全新的量化與評價框架。我們首先對實驗過程中觀測到的參數不確定性進行了深入的表征，進一步通過概率密度演化方法，對顆粒材料的不確定性傳播進行了定量分析。此處的不確定性傳播，受制于系統物理機制的驅動，我們采用了詳盡的離散元分析方法求解相關物理方程。我們的研究目標是確認哪些力學行為的隨機性可以在力學建模中暫時忽略，哪些必須得到適當的考慮。因此，本研究的結果將為顆粒材料力學行為以及進一步的工程計算提供有價值的參考。
關于研究的結論，我們有以下幾點要強調：
1. 在分析顆粒材料中顆粒間摩擦系數時，概率分布的考慮至關重要。因此，本研究強調，在數值建模研究中，單一值的使用可能會導致結果偏離真實情況。
2. 不確定性對土體力學行為的影響，與剪切狀態和特定土體參數密切相關。在大應變宏觀尺度行為和非活動顆粒比例方面，存在較大的不確定性。
3. 本研究提出，使用隨機離散元方法和統計方法評估關鍵巖土參數是必要的，這將為了解土體力學行為的全概率特性提供了有力的工具。
展開 （a）3組驗證樣本FI的精度；（b）不同數量（3組、5組、6組和7組）訓練集的預測精度（R2指標）；（c）產品可靠性與纖維取向不確定性的變化關系曲線；（d）外載荷降低20%后，產品可靠性與纖維取向不確定性的變化關系曲線
4 結論＆展望
針對復合材料不確定性量化分析解決方案嵌入了材料科學、人工智能和UQ的高級專業知識，通過全自動的工作流程，實現產品可靠性的高效評估，幫助用戶提高工作效率，從而實現降本增效的目的。
在未來的工作中，海克斯康還將結合先進的人工智能/機器學習方法，利用現有數據庫和實驗測試數據，實現材料數據的擴充，為用戶提供更多高精度的復合材料模型；同時，也會將上述不確定性量化分析解決方案應用于更多的材料特征（例如聚合物材料參數和纖維長度），以及更多種類的聚合物材料上。
展開 業界領先的多物理場仿真軟件COMSOL Multiphysics? 最新版本推出用于仿真數據管理的平臺通用功能，以及用于不確定性量化分析的新模塊，并為已有產品帶來全面的功能更新和性能提升。
美國馬薩諸塞州，伯靈頓（2021年12月14日）—— 業界領先的多物理場仿真解決方案提供商 COMSOL 公司發布了全新的COMSOL Multiphysics? 6.0版本。
新版本推出的“模型管理器”為 COMSOL Multiphysics 軟件帶來一個全新的工作區，用于集中管理仿真模型和數據，能夠有效促進協作。
作為COMSOL Multiphysics軟件新推出的一個專業附加模塊，“不確定性量化模塊”為用戶提供了基于概率設計法來量化分析問題的不確定性、預估安全裕度的相關工具，與其他產品結合使用時，可以進一步擴展仿真分析的應用范圍。
6.0版本進一步改進了求解器的性能，對涉及如熱輻射、非線性結構材料等工程領域的問題，計算性能提升了10倍以上。
新版本繼承了 COMSOL 的一貫宗旨，賦能工程師、研發團隊和高科技企業，為設計、研發和制造過程帶來效率提升。
展開 1998 年，美國能源部的3大實驗室逐漸將 V＆V 引入武器庫存管理計劃，給出 M＆S 中準確度、誤差、不確定度和確認域的概念內涵、M＆S 的 V＆V 涉及的幾個重要模型( 客觀世界、概念模型、物理模型和計算模型等) 以及 M＆S 的 V＆V 活動的關系，其目的是通過V＆V 量化物理建模中模型的不確定度和程序研制中數值算法的誤差，增強高置信度的數值模擬能力。
1998 年，美國機械工程師協會Journal of Fluids Engineering 雜志成立協調小組。該小組的工作重點是推動對數值模擬中誤差估計，不確定度量化、驗證和確認以及置信度評估方法的討論。
該小組組織一系列 ASME 論壇和研討會討論上述主題，并逐步編寫和頒布系列 V＆V 標準: 2006 年頒布關于“計算固體力學 V＆V 的指南”; 2009 年頒布“計算流體力學和傳熱學的 V＆V 標 準”；2012 年頒布“計算固體力學 V＆V 概念的案例說明”
ASME 經過二十幾年的發展，在復雜工程 M＆S 的 V＆V 的概念和方法上取得顯著成果，但仍將 M＆S 的 V＆V 涉及的概念在不同領域的本地化作為研究核心，至今仍在結合實際應用研究完善相關概念、術語和規范．
M＆S 置信度評估方法
迫于核武器禁止試驗的壓力，美國核武器認證工作的基礎由以核試驗為主轉移到以計算仿真為主，提出核武器儲存管理計劃，并由此產生武器認證新方法———裕度和不確定性量化方法。
1998 年美國提出的加速戰略計算創新計劃和隨后提出的先進模擬和計算計劃一直強調 M＆S 置信度評估方法和數值模擬中誤差估計，將不確定度量化方法作為成功實施計劃的關鍵之一。
對于數值模擬中的誤差和不確定度，在 1986 年，ＲOACHE 等就意識到數值計算中不確定度對數值模擬結果評估的重要性，要求論文對計算結果的精度必須給出必要的量化信息。
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講師：
張旭 | Ansys高級應用工程師
主要負責Ansys Digital Twin、ROM和AI技術的推廣與應用，以及本地客戶的技術支持。
1 前 言
短纖維增強塑料 （SFRP） 因其增強的機械性能、輕質性和成本效益而在汽車行業中獲得了廣泛的普及和使用。SFRP材料可用于各種零部件，包括內部和外部部件、結構部件、引擎蓋下部件和懸架系統等。
實際工程應用中，SFRP材料產品性能受到其纖維含量、取向、分布等因素的影響。博世公司為了準確描述SFRP材料產品的性能，使用到海克斯康旗下的復合材料多尺度仿真平臺Digimat，對SFRP
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<p class="ql-align-center"><br></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">課程內容</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">系統誤差和隨機誤差在某些情況下界限不是十分清楚，使得同一被測量在相同條件下的測量結果因評定方法不同而不同，從而引起測量數據處理方法和測量結果的表達不統一
日前，劉德云博士和律夢澤博士共同撰寫的論文 "Uncertainty quantification for granular materials with a stochastic discrete element method" 見刊于國際期刊 Computers & Geotechnics (SCI, JCR Q1, IF: 5.2)。
研究背景
土體等離散顆粒材料存在著不可忽視的隨機性
混合不確定度量化方法被廣泛地應用于CFD整體不確定度量化中。Duque等[85]開發了“Spectre”平臺，該平臺能夠根據用戶的自定義進行網格以及來流參數（馬赫數、迎角、雷諾數等）的不確定度量化，實現CFD整體不確定度量化的商業化。圖5展示了利用該平臺對NACA0012翼型進行不確定度量化獲取的升力系數統計信息。
2021年12月20日，全國測量不確定度計量技術委員會（MTC39）成立大會以視頻形式順利召開。市場監管總局計量司、中國計量科學研究院、全國測量不確定度計量技術委員會委員、顧問、工作組成員、秘書處及有關專家共70余人參加了此次會議。譜尼測試集團有幸成為首屆委員單位。本次會議由技術委員會秘書長、中國計量科學研究院研究員劉軍主持，市場監管總局計量司一級巡視員張益群、中國計量科學研究院書記兼副院長段宇寧出席會議并講話
測量不確定度
是一個參數、一個表示被測量值分散性的參數、一個與測量結果相聯系的參數、合理賦予的參數。
今天我們主要從以下幾個方面，來談談
測量誤差和測量不確定度的
主要區別。我們理解了這兩者的區別，也就理解了為什么要用測量的不確定度來評估測量結果。
1) 定義
測量誤差
也可包括其他粘附力，如范德壁、毛細管力和靜電力
顆粒接觸過程中產生的顆粒旋轉和摩擦力也可以建模
7、監管審批
7.1 技術挑戰
仿真軟件質量保證
仿真數據管理
監管機構對仿真模型的要求
核實、驗證和不確定度量化
