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Branch and Bound Algorithm Based on Prediction Error of Metamodel for Computational Electromagnetics

Authors :
Reda El Bechari
Jean-Claude Mipo
Stephane Brisset
Frédéric Guyomarc'h
Stephane Clenet
Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 (L2EP)
Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
L2EP - Équipe Outils et Méthodes Numériques (OMN)
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
Valeo Equipements Electriques Moteur (VALEO PES Company)
Université de Lille
Centrale Lille
Arts et Métiers Paris Tech
HEI
L2EP - Équipe Outils et Méthodes Numériques [OMN]
Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 [L2EP]
Valeo Equipements Electriques Moteur [VALEO PES Company]
Centrale Lille-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-JUNIA (JUNIA)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
Source :
Energies, Vol 13, Iss 6749, p 6749 (2020), Energies, Volume 13, Issue 24, Compumag, Compumag, Jul 2019, Paris, France, Energies, 2020, 13 (24), pp.6749. ⟨10.3390/en13246749⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
MDPI AG, 2020.

Abstract

Metamodels proved to be a very efficient strategy for optimizing expensive black-box models, e.g., Finite Element simulation for electromagnetic devices. It enables the reduction of the computational burden for optimization purposes. However, the conventional approach of using metamodels presents limitations such as the cost of metamodel fitting and infill criteria problem solving. This paper proposes a new algorithm that combines metamodels with a branch and bound (B&amp<br />B) strategy. However, the efficiency of the B&amp<br />B algorithm relies on the estimation of the bounds<br />therefore, we investigated the prediction error given by metamodels to predict the bounds. This combination leads to high fidelity global solutions. We propose a comparison protocol to assess the approach&rsquo<br />s performances with respect to those of other algorithms of different categories. Then, two electromagnetic optimization benchmarks are treated. This paper gives practical insights into algorithms that can be used when optimizing electromagnetic devices.

Details

Language :
English
ISSN :
19961073
Volume :
13
Issue :
6749
Database :
OpenAIRE
Journal :
Energies
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6b1f7615ab3949453dbdfaa7cbf09a95