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连续流动聚合酶链反应热流系统的稳健设计优化(CS)

本文提出了一种高效的方法,用于连续流动聚合酶链反应(CFPCR)装置的稳健优化。由于制造公差,器件几何形状的不确定性对最小化CFPCR热区的温度偏差以及最小化贯穿器件的压降的竞争目标的影响有待探索。我们首先验证了我们从耦合传热模拟的CFPCR热流问题的训练数据是无噪声的,然后结合确定性替代模型,基于高斯过程回归(GPR)模拟器的平均值,利用多项式混沌展开(PCE)将几何设计变量中的制造不确定性传播到优化输出中。所得的概率模型用于解决一系列鲁棒优化问题。与相应的确定性情况相比,简要探讨了鲁棒问题的表述和约束对鲁棒最优设计稳健性的影响。

原文题目:Robust design optimisation of continuous flow polymerase chain reaction thermal flow systems

原文:This paper presents an efficient methodology for the robust optimisation of Continuous Flow Polymerase Chain Reaction (CFPCR) devices. It enables the effects of uncertainties in device geometry, due to manufacturing tolerances, on the competing objectives of minimising the temperature deviations within the CFPCR thermal zones, together with minimising the pressure drop across the device, to be explored. We first validate that our training data from conjugate heat transfer simulations of the CFPCR thermal flow problems is noise free and then combine a deterministic surrogate model, based on the mean of a Gaussian Process Regression (GPR) simulator, with Polynomial Chaos Expansions (PCE) to propagate the manufacturing uncertainties in the geometry design variables into the optimisation outputs. The resultant probabilistic model is used to solve a series of robust optimisation problems. The influence of the robust problem formulation and constraints on the design conservatism of the robust optima in comparison with the corresponding deterministic cases is explored briefly.

原文链接:https://arxiv.org/abs/2106.00570

原文作者:Yongxing Wang,Hazim A. Hamad,Jochen Voss,Harvey M. Thompson

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