論文の概要: History-aware adaptive reduced-order models via incremental singular value decomposition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.28684v1
- Date: Wed, 27 May 2026 16:15:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-28 17:38:56.204734
- Title: History-aware adaptive reduced-order models via incremental singular value decomposition
- Title(参考訳): インクリメンタル特異値分解による履歴対応適応縮小次モデル
- Authors: Amirpasha Hedayat, Ali Mohaghegh, Laura Balzano, Cheng Huang, Karthik Duraisamy,
- Abstract要約: インクリメンタル特異値分解(iSVD)に基づくプロジェクションベースの適応ROMフレームワークを開発する。
本研究では, 1次元バーガース方程式, ソッド衝撃管, 硬い1次元回転デトネーションエンジン(RDE)の3つの非線形問題について検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.494937868949643
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Reduced-order models (ROMs) can accelerate high-dimensional dynamical simulations, but their accuracy often deteriorates when online dynamics leave the regime represented by offline training data. We develop a projection-based adaptive ROM framework based on incremental singular value decomposition (iSVD), in which occasional full-order operator evaluations provide correction snapshots for online basis updates. The intrusive ROMs considered here are fully parameterized by the basis, so each update naturally propagates to reduced operators and hyper-reduction machinery. Through its evolving singular structure, iSVD retains an encoded history of the observed dynamics and is history-aware in this sense. We study the method on three nonlinear problems of increasing complexity: the one-dimensional viscous Burgers equation, the Sod shock tube, and a stiff one-dimensional ten-species rotating detonation engine (RDE). The Burgers problem is used to analyze the method and compare iSVD with alternative basis adaptation rules, showing that history-aware updates outperform instantaneous updates and that iSVD gives the strongest overall performance. The Sod and RDE cases demonstrate that these advantages persist in more challenging compressible-flow settings. For the RDE problem, the iSVD adaptive ROM improves upon the current state-of-the-art Direct adaptive ROM baseline in both predictive accuracy and computational efficiency. A cost analysis shows that the dominant online cost comes from interacting with the full-order model to obtain correction snapshots, while the iSVD update itself is negligible. These results identify iSVD as an effective mechanism for online learning of reduced subspaces and suggest a path toward ROMs that remain predictive over horizons several orders of magnitude longer than their initial training window.
- Abstract(参考訳): 減階モデル(ROM)は高次元力学シミュレーションを加速することができるが、オンライン力学がオフラインのトレーニングデータで表される体制を離れると、その精度は劣化することが多い。
インクリメンタル特異値分解(iSVD)に基づくプロジェクションベースの適応ROMフレームワークを開発した。
ここで考慮された侵入性ROMは、ベースによって完全にパラメータ化されているので、各更新は、減算演算子や超減算機械に自然に伝播する。
iSVDはその進化する特異構造を通じて観察されたダイナミクスの符号化された履歴を保持しており、この意味で歴史に認識されている。
本研究では, 1次元粘性バーガース方程式, Sod ショック管, 硬質1次元回転起爆機関 (RDE) の3つの非線形問題について検討した。
Burgers の問題は,iSVD と代替ベースアダプティブルールを比較し,履歴を意識した更新が即時更新を上回り,iSVD の全体的な性能が最も高いことを示す。
Sod と RDE のケースは、これらの利点がより困難な圧縮可能なフロー設定で持続していることを示している。
RDE問題に対して、iSVD適応ROMは予測精度と計算効率の両方で現在の最先端のダイレクト適応ROMベースラインを改善する。
コスト分析では、iSVD更新自体が無視できるのに対して、オンラインコストは全順序モデルと相互作用して修正スナップショットを取得することから生じる。
これらの結果は,iSVDを減量部分空間のオンライン学習の効果的なメカニズムとして認識し,初期訓練窓よりも数桁長い水平線上で予測可能なROMへの道のりを示唆している。
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