ЕТАЛОННА АРХІТЕКТУРА ДЛЯ ПРОГРАМНОЇ ПЛАТФОРМИ ВЕРИФІКАЦІЇ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ

Автор(и)

  • Олег ГЕЙКО Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://orcid.org/0009-0006-3279-8274
  • Іван ВАРАВА Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://orcid.org/0000-0001-9874-016X

DOI:

https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.2.3

Ключові слова:

верифікація, валідація, модель, дані, аналіз

Анотація

Мета цієї роботи полягає в розробці програмного забезпечення для верифікації та валідації мате- матичних моделей, що автоматично оцінює подібності та відмінності між двома кривими. Ця програма створю- ється, щоб допомогти інженерам та аналітикам виконувати порівняння кривих під час процесу верифікації та валідації чисельної моделі. Програмний комплекс дає змогу автоматичної попередньої обробки двох вхідних кривих, щоб зробити їх порівнянними.Методологія, використана в роботі, включає декілька варіантів попередньої обробки вхідних кривих перед об- численням метрик порівняння. Дані можуть бути відфільтровані та синхронізовані, або будь-які зсуви чи дрейфи можуть бути видалені. Для забезпечення максимально точної перевірки доступні різні опції попередньої обробки, що надаються через зручний графічний інтерфейс користувача. Будь-яка операція, від введення кривих до вибору опцій попередньої обробки та кінцевої візуалізації результатів, доступна через цей інтерфейс.Наукова новизна роботи полягає в автоматизації процесу попередньої обробки та порівняння кривих, що знач- но спрощує та прискорює процес верифікації та валідації чисельних моделей. Розроблена програма дозволяє зменши- ти людські помилки та забезпечити більш точні результати, що є важливим для підвищення якості та надійності моделей. Крім того, можливість збереження чисельних результатів у зручному форматі електронної таблиці та графіків у вигляді растрових зображень робить програму ще більш корисною для подальших досліджень.Висновки, зроблені на основі проведених досліджень, підкреслюють важливість верифікації та валідації як кри- тичних етапів у розробці комп'ютерних моделей для забезпечення їх точності та надійності. У роботі зазначено, що досягнення найкращих результатів вимагає постійного вдосконалення та дотримання найкращих практик у процесі розробки та застосування моделей. Простими прикладами з використанням аналітичної форми ілюструються ха- рактеристики метрик, що демонструють ефективність та точність розробленого програмного забезпечення.Таким чином, представлена робота робить значний внесок у сферу верифікації та валідації чисельних моделей, пропонуючи інноваційні підходи до автоматизації порівняння кривих та покращуючи точність та ефективність цього процесу. Ця програма стане незамінним інструментом для інженерів та аналітиків, сприяючи підвищенню якості математичних моделей та їх відповідності реальним даним.

Посилання

Bruce A. McCarl. Model Validation: An Overview with some Emphasis on Risk Models. The World’s Largest Open Access Agricultural & Applied Economics Digital Library, 1984. 1–5.

D. Sornette, A. B. Davis, K. Ide, K. R. Vixie, V. Pisarenko, and J. R. Kamm. Algorithm for model validation: Theory and applications, 2007. 1–2 https://doi.org/10.1073/pnas.061167710.

D.J. Murray-Smith. Testing and Validation of Computer Simulation Models, Simulation Foundations, Methods and Applications. Springer International Publishing Switzerland, 2015. 1–20.

Gonçalves S. N., Albuquerque D. M., Pereira J. C.. Modelling and energy efficiency analysis of the microwave continuous processing of limestone. Journal of Cleaner Production, 142912, 2024. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.142912

Mongiardini M. Development of a Computer Program for the Verification and Validation of Numerical Simulations in Roadside Safety. Worcester Polytechnic Institute, 2010. https://digitalcommons.wpi.edu/etd-dissertations/276/

Mongiardini M., Ray M. H., Anghileri M. Acceptance criteria for validation metrics in roadside safety based on repeated full-scale crash tests. International Journal of Reliability and Safety, 4(1), 2010. 69. https://doi.org/10.1504/ ijrs.2010.029565

Mongiardini M., Ray M. H., Anghileri M. Development of a software for the comparison of curves during the verification and validation of numerical models. 7th European LS-DYNA Conference, 2009. 1–12. https://www.dynalook. com/european-conf-2009/K-I-03.pdf

Pal N., Yadav D. K. Modeling and verification of software evolution using bigraphical reactive system. Cluster Computing, 2024. https://doi.org/10.1007/s10586-024-04597-y

Ray M. H., Mongiardini M., Atahan A. O., Anghileri M. Recommended procedures for verification and validation of computer simulations used for roadside safety. ResearchGate, 2008. https://www.researchgate.net/ publication/313094419_Recommended_procedures_for_verification_and_validation_of_computer_simulations_used_for_ roadside_safety_applications

Schwer L. E.. An overview of the PTC 60/V&V 10: guide for verification and validation in computational solid mechanics. Engineering With Computers, 23(4), 2007. 245–252. https://doi.org/10.1007/s00366-007-0072-z

Tao F., Sun X., Cheng J., Zhu Y., Liu W., Wang Y., Xu H., Hu T., Liu X., Liu T., Sun Z., Xu J., Bao J., Xiang F., Jin X. makeTwin: A reference architecture for digital twin software platform. Chinese Journal of Aeronautics/Chinese Journal of Aeronautics, 37(1), 2024. 1–18. https://doi.org/10.1016/j.cja.2023.05.002

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-08-13

Як цитувати

ГЕЙКО, О., & ВАРАВА, І. (2024). ЕТАЛОННА АРХІТЕКТУРА ДЛЯ ПРОГРАМНОЇ ПЛАТФОРМИ ВЕРИФІКАЦІЇ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ. Інформаційні технології та суспільство, (2 (13), 17-25. https://doi.org/10.32689/maup.it.2024.2.3