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科学代理模型训练与验证

共计 30 章节
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01
课程导入与代理模型定位
科学计算中代理模型的作用 · 典型场景（参数反演 · 优化设计
课程导入代理模型定位
02
科学数据基础与实验设计
数据来源（仿真 · 实验 · 观测）
科学数据基础实验设计
03
代理模型核心类型与选择依据
多项式回归 · 径向基函数 · 高斯过程
代理模型核心类型选择依据
04
高斯过程回归与核函数
均值函数 · 协方差函数 · 核函数选择与超参数优化
高斯过程回归核函数
05
神经网络代理模型构建
网络架构设计（全连接 · 卷积 · 残差）
神经网络代理模型…网络架构设计
06
物理信息神经网络（PINN）入门
物理方程嵌入损失函数 · 自动微分 · 边界条件与初始条件处理
PINN物理信息神经网络
07
代理模型训练流程与实战
从数据准备到模型训练 · 验证与调参的完整流程 · 以典型科学问题（如热传导
代理模型训练流程从数据准备到模型…
08
模型验证基础与指标
均方误差 · 决定系数 · 相对误差
模型验证基础指标
09
不确定性量化与误差分析
代理模型预测不确定性的来源（数据 · 模型 · 参数）
不确定性量化误差分析
10
代理模型在参数反演中的应用
反问题框架 · 贝叶斯反演 · 代理模型加速MCMC
代理模型参数反演
11
代理模型在优化设计中的应用
代理模型辅助优化（贝叶斯优化 · 高效全局优化） · 约束处理
代理模型优化设计
12
代理模型在不确定性量化中的应用
不确定性传播 · 敏感性分析（Sobol指数） · 代理模型加速蒙特卡洛模拟
代理模型不确定性量化
13
代理模型在实时控制与数字孪生中的应用
降阶模型 · 实时预测 · 模型预测控制
代理模型实时控制
14
代理模型在多物理场耦合问题中的应用
耦合机制 · 多保真度建模 · 代理模型融合策略
代理模型多物理场耦合问题
15
代理模型在时空系统中的应用
时空数据建模 · 循环神经网络 · 卷积LSTM
代理模型时空系统
16
代理模型在材料设计中的应用
材料基因组 · 高通量计算 · 代理模型加速材料筛选
代理模型材料设计
17
代理模型在生物医学中的应用
生理系统建模 · 代理模型辅助诊断 · 案例：心血管血流模拟代理模型
代理模型生物医学
18
代理模型在能源系统中的应用
风能 · 太阳能预测 · 电网调度代理模型
代理模型能源系统
19
代理模型在环境科学中的应用
污染物扩散 · 气候模拟代理模型 · 案例：空气质量预测
代理模型环境科学
20
代理模型在工程仿真中的应用
有限元代理模型 · 降阶模型 · 案例：汽车碰撞安全性代理模型
代理模型工程仿真
21
代理模型训练中的数值稳定性与收敛性
梯度消失/爆炸 · 损失函数曲面 · 优化算法选择
代理模型训练数值稳定性
22
代理模型验证中的过拟合与欠拟合诊断
学习曲线 · 验证曲线 · 正则化方法
代理模型验证过拟合
23
代理模型的可解释性与可信度评估
特征重要性 · SHAP值 · 部分依赖图
代理模型的可解释…可信度评估
24
代理模型的鲁棒性验证
输入扰动 · 分布外检测 · 对抗样本
代理模型的鲁棒性…输入扰动
25
代理模型的泛化能力评估
分布外泛化 · 迁移学习 · 多任务学习
代理模型的泛化能…分布外泛化
26
代理模型的超参数优化与自动机器学习
网格搜索 · 随机搜索 · 贝叶斯优化
代理模型的超参数…自动机器学习
27
代理模型的集成与融合
集成学习（Bagging · Boosting） · 多代理模型融合
代理模型的集成融合
28
代理模型的部署与工程化
模型序列化 · API服务 · 实时推理优化
代理模型的部署工程化
29
代理模型的全生命周期管理
数据漂移监测 · 模型更新策略 · 在线学习
代理模型的全生命…数据漂移监测
30
代理模型前沿与综合实战
神经算子 · 图神经网络代理模型 · 科学机器学习最新进展
代理模型前沿综合实战