論文の概要: An Adaptive Framework for Autoregressive Forecasting in CFD Using Hybrid Modal Decomposition and Deep Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01531v1
- Date: Fri, 02 May 2025 18:33:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.164024
- Title: An Adaptive Framework for Autoregressive Forecasting in CFD Using Hybrid Modal Decomposition and Deep Learning
- Title（参考訳）: ハイブリッドモード分割とディープラーニングを用いたCFDにおける自己回帰予測のための適応型フレームワーク
- Authors: Rodrigo Abadía-Heredia, Manuel Lopez-Martin, Soledad Le Clainche,
- Abstract要約: この研究は著者の知識を最大限に活用するために、ディープラーニング(DL)自己回帰予測モデルを長期間の地平線上で安定化させるために設計された、最初の一般化可能で完全なデータ駆動適応フレームワークを提示する。
提案手法は, (i) 訓練されたDLモデルを用いて, 選択した時間間隔で流れ場の進化を予測し, (ii) 安定度が低下した場合に新たに生成されたCFDデータを用いてモデルを更新することにより, 正確な長期予測を行う。
この枠組みは, 層流から乱流まで, より複雑化する3つの流路にまたがって検証され, 30%から95パーセントの範囲で実証された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1337872355726084
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: This work presents, to the best of the authors' knowledge, the first generalizable and fully data-driven adaptive framework designed to stabilize deep learning (DL) autoregressive forecasting models over long time horizons, with the goal of reducing the computational cost required in computational fluid dynamics (CFD) simulations.The proposed methodology alternates between two phases: (i) predicting the evolution of the flow field over a selected time interval using a trained DL model, and (ii) updating the model with newly generated CFD data when stability degrades, thus maintaining accurate long-term forecasting. This adaptive retraining strategy ensures robustness while avoiding the accumulation of predictive errors typical in autoregressive models. The framework is validated across three increasingly complex flow regimes, from laminar to turbulent, demonstrating from 30 \% to 95 \% reduction in computational cost without compromising physical consistency or accuracy. Its entirely data-driven nature makes it easily adaptable to a wide range of time-dependent simulation problems. The code implementing this methodology is available as open-source and it will be integrated into the upcoming release of the ModelFLOWs-app.
- Abstract（参考訳）: 本研究は,著者の知識を最大限活用するために,ディープラーニング(DL)自己回帰予測モデルを長期水平線上で安定化させるために設計された,最初の一般化可能で完全なデータ駆動適応型フレームワークを提示する。
一 訓練されたDLモデルを用いて選択した時間間隔における流れ場の進化を予測し、
二 安定度が低下した場合に新たに生成されたCFDデータを用いてモデルを更新することにより、正確な長期予測を行うことができる。
この適応的再訓練戦略は、自己回帰モデルに典型的な予測誤差の蓄積を避けながら堅牢性を確保する。
この枠組みは, 物理的整合性や精度を損なうことなく, 30 %から 95% % の計算コスト削減を実証し, 層流から乱流まで, ますます複雑化する3つの流れ系にまたがって検証されている。
完全にデータ駆動であるので、幅広い時間依存のシミュレーション問題に容易に適応できる。
この方法論を実装するコードはオープンソースとして利用可能であり、ModelFLOWs-appの次期リリースに統合される予定である。
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