多保真优化不再让低保真抢预算：DTMB 5415 船体在限定预算下阻力降幅超过单保真基线
核心概要
多保真主动学习把“在哪里采样”和“用哪一档保真度”合并成一次决策，而不是先定位置再定保真度。MF-CAS 用分解后的不确定性区间衡量每个候选点的高保真改进机会与获取成本，在 14 维约束 DTMB 5415 船体水动力优化、100 等效高保真评估的预算下，阻力降幅超过单保真 LCB 基线，而多保真 LCB 基线相对初始设计几乎没有改善。
深度剖析
多保真设计优化的采样决策从两步变成一步：候选点的位置和用哪一档保真度同时评估，低保真不再单独按不确定性除以成本参与竞争。 此前的多保真置信下界策略先用高保真预测和总不确定性选位置，再按各保真度的不确定性贡献与成本选保真度，位置在考虑保真度收益之前就已固定。 在 14 维约束 DTMB 5415 船体阻力最小化问题上，MF-CAS 的阻力降幅超过单保真 LCB 基线，而多保真 LCB 基线相对初始设计几乎没有改善。
方法把每个候选点的高保真改进机会除以取得该高保真响应所需的成本，作为排序依据，低保真只作为是否值得先走一步的中间判断。 MF-CAS 先剔除可由低保真观测消除的插值不确定性，再看该候选点相对其他可负担机会还剩多少竞争力，只有这一效应超过低保真阶段所占成本比例时才单独做低保真评估。 五次独立运行、相同初始设计与 100 等效高保真评估预算下，自适应阶段 MF-CAS 平均做 41 次低保真和 32 次高保真评估，其中 18 次为单独低保真、23 次与高保真联合；多保真 LCB 基线把全部预算用于低保真，约 80.6 次低保真且无新增高保真评估。
低保真评估被限制为通往高保真决策的中间步骤，避免其低廉成本主导预算分配。 多保真 LCB 因低保真不确定性成本比大而反复选择低保真，可能在高保真搜索推进前进行大量低保真探索。 MF-CAS 在约 75 等效高保真评估后将阻力降到某一阈值以下，单保真基线约需 88 等效高保真评估，且两条基线在给定预算内都未达到 MF-CAS 后段接近的水平。
启示与展望
演示范围是 14 维约束 DTMB 5415 裸船体阻力最小化，低、高保真由船体表面面板疏密区分，总预算限定为 100 等效高保真评估，每种方法五次独立运行并报告高保真阻力的中位数与置信区间。
多保真 LCB 基线在该设置下相对初始设计几乎没有改善，这一表现与保守的不确定性估计和低保真不确定性成本比之间的相互作用有关；方法在其他设计问题、其他保真度层级或其他预算下的行为未在所述范围内给出。