Machine learning based multiscale calibration of mesoscopic constitutive models for composite materials: application to brain white matter

نویسندگان

چکیده

Abstract A modular pipeline for improving the constitutive modelling of composite materials is proposed.The method leveraged here development subject-specific spatially-varying brain white matter mechanical properties. For this application, microstructural information extracted from diffusion magnetic resonance imaging (dMRI) scans, and used to generate hundreds representative volume elements (RVEs) with randomly distributed fibre By automatically running finite element analyses on these RVEs, stress-strain curves corresponding multiple RVE-specific loading cases are produced. mesoscopic model homogenising RVEs’ behaviour then calibrated each RVE, producing a library parameters against set RVE characteristics. Finally, machine learning layer implemented predict directly any new microstructure. The results show that methodology can material properties high accuracy. More generally, overall framework allows efficient simulation when experimentally measured location-specific geometrical characteristics provided.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

application of upfc based on svpwm for power quality improvement

در سالهای اخیر،اختلالات کیفیت توان مهمترین موضوع می باشد که محققان زیادی را برای پیدا کردن راه حلی برای حل آن علاقه مند ساخته است.امروزه کیفیت توان در سیستم قدرت برای مراکز صنعتی،تجاری وکاربردهای بیمارستانی مسئله مهمی می باشد.مشکل ولتاژمثل شرایط افت ولتاژواضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه مدار یا وقوع خطا در سیستم بیشتر مورد توجه می باشد. برای مطالعه افت ولتاژ واضافه جریان،محققان زیادی کار کرده ...

15 صفحه اول

Calibration of Machine Learning Models

The evaluation of machine learning models is a crucial step before their application because it is essential to assess how well a model will behave for every single case. In many real applications, not only is it important to know the “total” or the “average” error of the model, it is also important to know how this error is distributed and how well confidence or probability estimations are mad...

متن کامل

Machine learning based compartment models with permeability for white matter microstructure imaging

Some microstructure parameters, such as permeability, remain elusive because mathematical models that express their relationship to the MR signal accurately are intractable. Here, we propose to use computational models learned from simulations to estimate these parameters. We demonstrate the approach in an example which estimates water residence time in brain white matter. The residence time τi...

متن کامل

Multiscale constitutive modeling of polymer materials

........................................................................................................... 5 Chapter 1 Nomenclature ................................................................................................... 9 Introduction ............................................................................... 11 1.1 Motivation ......................................................

متن کامل

the application of multivariate probit models for conditional claim-types (the case study of iranian car insurance industry)

هدف اصلی نرخ گذاری بیمه ای تعیین نرخ عادلانه و منطقی از دیدگاه بیمه گر و بیمه گذار است. تعین نرخ یکی از مهم ترین مسایلی است که شرکتهای بیمه با آن روبرو هستند، زیرا تعیین نرخ اصلی ترین عامل در رقابت بین شرکتها است. برای تعیین حق بیمه ابتدا می باید مقدار مورد انتظار ادعای خسارت برای هر قرارداد بیمه را برآورد کرد. روش عمومی مدل سازی خسارتهای عملیاتی در نظر گرفتن تواتر و شدت خسارتها می باشد. اگر شر...

15 صفحه اول

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ژورنال

عنوان ژورنال: Computational Mechanics

سال: 2021

ISSN: ['0178-7675', '1432-0924']

DOI: https://doi.org/10.1007/s00466-021-02009-1