一个优化的差异进化算法,用于动脉的构成模型拟合
Sayed Ahmadreza Razian1, Majid Jadidi1
1Department of Biomechanics, Biomechanics Research Building, University of Nebraska Omaha, Omaha, NE, USA.
一个新的差分演变 (DE) 算法和Minkowski/Chebyshev损失函数为动脉机械性质提供了更好的适配. 这提高了构成模型的准确性和计算效率.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 动脉的机械性质对于心血管健康至关重要.
- 双轴测试和构成模型是评估的标准.
- 当前的装配算法可能不会产生最佳的结果.
研究的目的:
- 引入一个优化的装配程序,以提高构成模型的准确性.
- 评估差异进化 (DE) 和新浪损失函数的有效性.
- 为了增强人类表面大腿动脉机械行为的描述.
主要方法:
- 通过双轴测试从16个人类表面大腿动脉获得实验性应力伸展数据.
- 使用微分进化 (DE) 的元启发算法与明科夫斯基和切比舍夫的距离损失函数.
- 利用网格搜索进行超参数调整以优化算法设置.
主要成果:
- 在所有样本中,DE算法始终优于传统的拟合算法.
- 敏科夫斯基和切比舍夫基于距离的损失函数比平方误差更好地匹配.
- 为动脉组织的构成模型实现了卓越的合适质量.
结论:
- 提出的基于DE的安装程序显著提高了动脉力学构成模型的准确性.
- 新的损失函数改善了合适性,使得更简单的构成关系能够使用更少的参数.
- 这种方法提高了生物力学计算实现的效率.
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