Abstract
航空機の設計は、困難で計算コストの高い多分野設計最適化（MDO）問題を解くことに大きく依存しています。この文脈において、計算コストと精度のバランスを、高忠実度および低忠実度のシミュレーションモデルの組み合わせによって実現しながら、MDOプロセスを改善するためのベイズ最適化における多忠実度モデルへの関心が高まっています。これにより、最小限の計算努力で設計プロセスを効率的に探索できるようになります。既存の文献では、忠実度選択は目的関数のみを対象としており、分散低減の基準を用いて、精度と計算コストのバランスを取りながら、複数の忠実度レベルをどのように統合するかを決めています。本研究では、新しい多忠実度選択戦略を提案します。具体的には、目的関数と制約の両方からの情報を取り入れることで、解の最適性を損なうことなく計算コストをさらに削減できることを示します。提案する多忠実度最適化戦略は、4つの解析的なテストケースに適用することで、その有効性を実証します。提案手法は、取り組みの難しい航空機の主翼のエアロ構造設計問題を効率的に解くために用いられます。提案する設定では、それぞれ空力解析と構造解析に対して線形渦格子法および有限要素法を使用します。提案する多忠実度アプローチを用いることで、限られた予算のもと、最先端の手法と比べて、制約に適合した解が86\%から200\%増加することを示します。
