A data-driven learning method for constitutive modeling: Application to vascular hyperelastic soft tissues
Resumen: We address the problem of machine learning of constitutive laws when large experimental deviations are present. This is particularly important in soft living tissue modeling, for instance, where large patient-dependent data is found. We focus on two aspects that complicate the problem, namely, the presence of an important dispersion in the experimental results and the need for a rigorous compliance to thermodynamic settings. To address these difficulties, we propose to use, respectively, Topological Data Analysis techniques and a regression over the so-called General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling (GENERIC) formalism (M. Grmela and H. Ch. Oettinger, Dynamics and thermodynamics of complex fluids. I. Development of a general formalism. Phys. Rev. E 56, 6620, 1997). This allows us, on one hand, to unveil the true "shape" of the data and, on the other, to guarantee the fulfillment of basic principles such as the conservation of energy and the production of entropy as a consequence of viscous dissipation. Examples are provided over pseudo-experimental and experimental data that demonstrate the feasibility of the proposed approach.
Idioma: Inglés
DOI: 10.3390/ma13102319
Año: 2020
Publicado en: MATERIALS 13, 10 (2020), 2319 [17 pp]
ISSN: 1996-1944

Factor impacto JCR: 3.623 (2020)
Categ. JCR: METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING rank: 17 / 80 = 0.213 (2020) - Q1 - T1
Categ. JCR: MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY rank: 152 / 333 = 0.456 (2020) - Q2 - T2
Categ. JCR: PHYSICS, CONDENSED MATTER rank: 27 / 69 = 0.391 (2020) - Q2 - T2
Categ. JCR: PHYSICS, APPLIED rank: 51 / 160 = 0.319 (2020) - Q2 - T1
Categ. JCR: CHEMISTRY, PHYSICAL rank: 79 / 162 = 0.488 (2020) - Q2 - T2

Factor impacto SCIMAGO: 0.682 - Materials Science (miscellaneous) (Q2) - Condensed Matter Physics (Q2)

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/DGA-FSE/T24-20R
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MINECO/DPI2017-85139-C2-1-R
Tipo y forma: Artículo (Versión definitiva)
Área (Departamento): Área Mec.Med.Cont. y Teor.Est. (Dpto. Ingeniería Mecánica)

Creative Commons Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.


Exportado de SIDERAL (2021-09-02-10:02:18)


Visitas y descargas

Este artículo se encuentra en las siguientes colecciones:
Artículos > Artículos por área > Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras



 Registro creado el 2020-06-25, última modificación el 2021-09-02


Versión publicada:
 PDF
Valore este documento:

Rate this document:
1
2
3
 
(Sin ninguna reseña)