The vast majority of reduced-order models (ROMs) first obtain a low dimensional representation of the problem from high-dimensional model (HDM) training data which is afterwards used to obtain a system of reduced complexity. Unfortunately, convection-dominated problems generally have a slowly decaying Kolmogorov n-width, which makes obtaining an accurate ROM built solely from training data very challenging. The accuracy of a ROM can be improved through enrichment with HDM solutions; however, due to the large computational expense of HDM evaluations for complex problems, they can only be used parsimoniously to obtain relevant computational savings. In this work, we exploit the local spatial and temporal coherence often exhibited by these problems to derive an accurate, cost-efficient approach that repeatedly combines HDM and ROM evaluations without a separate training phase. Our approach obtains solutions at a given time step by either fully solving the HDM or by combining partial HDM and ROM solves. A dynamic sampling procedure identifies regions that require the HDM solution for global accuracy and the reminder of the flow is reconstructed using the ROM. Moreover, solutions combining both HDM and ROM solves use spatial filtering to eliminate potential spurious oscillations that may develop. We test the proposed method on inviscid compressible flow problems and demonstrate speedups up to an order of magnitude.


翻译:绝大多数减序模型(ROMs)首先从高维模型(HDM)培训数据中获得对问题的低维代表,而高维模型(HDM)培训数据随后用于获取一个更低复杂性的系统。不幸的是,由于对流问题占主导地位,科莫戈洛夫(n-width)通常会慢慢衰减,因此只从培训数据中获得的准确的ROM非常具有挑战性。一个ROM的准确性可以通过与HDM解决方案的浓缩来提高;然而,由于对复杂问题进行HDM评价的计算费用很高,因此只能用微量的计算费用来获取相关的计算节余。在这项工作中,我们利用这些问题往往展示的地方空间和时间一致性,以获得一种准确的、具有成本效益的方法,反复地将HMDM和ROM评价结合起来,而没有单独的培训阶段。我们的方法通过完全解决HDM或部分HDM和ROM解决方案的结合,在一定的时间内获得解决方案。一个动态抽样程序确定了需要HDM解决方案的区域,而流动的提醒则利用ROM重新加以纠正。此外,将HDMDM和升级方法相结合的解决方案可以在测试方法上展示。

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