論文の概要: Dynamic Mode Decomposition in Adaptive Mesh Refinement and Coarsening
Simulations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.14034v1
- Date: Wed, 28 Apr 2021 22:14:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-04-30 12:55:58.512193
- Title: Dynamic Mode Decomposition in Adaptive Mesh Refinement and Coarsening
Simulations
- Title(参考訳): 適応メッシュ微細化と粗化シミュレーションにおける動的モード分解
- Authors: Gabriel F. Barros, Mal\'u Grave, Alex Viguerie, Alessandro Reali,
Alvaro L. G. A. Coutinho
- Abstract要約: 動的モード分解(DMD)はコヒーレントなスキームを抽出する強力なデータ駆動方式である。
本稿では,異なるメッシュトポロジと次元の観測からDMDを抽出する戦略を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 58.720142291102135
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dynamic Mode Decomposition (DMD) is a powerful data-driven method used to
extract spatio-temporal coherent structures that dictate a given dynamical
system. The method consists of stacking collected temporal snapshots into a
matrix and mapping the nonlinear dynamics using a linear operator. The standard
procedure considers that snapshots possess the same dimensionality for all the
observable data. However, this often does not occur in numerical simulations
with adaptive mesh refinement/coarsening schemes (AMR/C). This paper proposes a
strategy to enable DMD to extract features from observations with different
mesh topologies and dimensions, such as those found in AMR/C simulations. For
this purpose, the adaptive snapshots are projected onto the same reference
function space, enabling the use of snapshot-based methods such as DMD. The
present strategy is applied to challenging AMR/C simulations: a continuous
diffusion-reaction epidemiological model for COVID-19, a density-driven gravity
current simulation, and a bubble rising problem. We also evaluate the DMD
efficiency to reconstruct the dynamics and some relevant quantities of
interest. In particular, for the SEIRD model and the bubble rising problem, we
evaluate DMD's ability to extrapolate in time (short-time future estimates).
- Abstract(参考訳): 動的モード分解(Dynamic Mode Decomposition, DMD)は、与えられた力学系を決定する時空間コヒーレント構造を抽出する強力なデータ駆動手法である。
この方法は、収集された時間スナップショットをマトリックスに積み重ね、線形演算子を用いて非線形ダイナミクスをマッピングする。
標準手順では、スナップショットは観測可能なすべてのデータに対して同じ次元を持つ。
しかし、アダプティブメッシュ精錬/粗大化スキーム(AMR/C)による数値シミュレーションではこのような現象は起こらないことが多い。
本稿では,dmdがamr/cシミュレーションに見られるような,異なるメッシュトポロジーと次元の観測から特徴を抽出する方法を提案する。
この目的のために、アダプティブスナップショットは同じ参照関数空間に投影され、MDDのようなスナップショットベースのメソッドが使用できる。
本研究は,AMR/Cシミュレーションの課題である,新型コロナウイルスの持続拡散反応疫学モデル,密度駆動重力電流シミュレーション,気泡上昇問題に適用する。
また,dmdの効率を評価し,ダイナミックスと関連する利害関係を再構築する。
特に,SEIRDモデルと気泡上昇問題に対して,DMDの時間外挿能力(短期将来予測)を評価する。
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