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05.10.2017 | RESEARCH PAPER | Ausgabe 4/2018

Structural and Multidisciplinary Optimization 4/2018

Optimization-based inverse analysis for membership function identification in fuzzy steady-state heat transfer problem

Zeitschrift:
Structural and Multidisciplinary Optimization > Ausgabe 4/2018
Autoren:
Chong Wang, Hermann G. Matthies, Zhiping Qiu

Abstract

Based on the optimization design technology and fuzzy uncertainty theory, this paper proposes a novel inverse analysis method for membership function identification in steady-state heat transfer problem with fuzzy modeling parameters. The system subjective uncertainties associated with expert opinions are quantified as fuzzy parameters, which can be converted into interval variables by level-cut strategy. By means of the errors between measured and calculated temperature data, the parameter identification process is executed as a nested-loop optimization model. To avoid the considerable computational cost caused by nested-loop, an interval vertex method is presented to replace the inner-loop for predicting the temperature response bounds. The eventual membership functions of input fuzzy parameters are constructed by using the fuzzy decomposition theorem. Comparing results with traditional Monte Carlo method, a numerical example about 3D air cooling system is provided to verify the feasibility of proposed method for fuzzy parameter identification in engineering.

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