This paper is concerned with the design of a non-intrusive model order reduction (MOR) for the system of parametric time-domain Maxwell equations. A time- and parameter-independent reduced basis (RB) is constructed by using a two-step proper orthogonal decomposition (POD) technique from a collection of full-order electromagnetic field solutions, which are generated via a discontinuous Galerkin time-domain (DGTD) solver. The mapping between the time/parameter values and the projection coefficients onto the RB space is approximated by a Gaussian process regression (GPR). Based on the data characteristics of electromagnetic field solutions, the singular value decomposition (SVD) is applied to extract the principal components of the training data of each projection coefficient, and the GPR models are trained for time- and parameter-modes respectively, by which the final global regression function can be represented as a linear combination of these time- and parameter-Gaussian processes. The extraction of the RB and the training of GPR surrogate models are both completed in the offline stage. Then the field solution at any new input time/parameter point can be directly recovered in the online stage as a linear combination of the RB with the regression outputs as the coefficients. In virtue of its non-intrusive nature, the proposed POD-GPR framework, which is equation-free, decouples the offline and online stages completely, and hence can predict the electromagnetic solution fields at unseen parameter locations quickly and effectively. The performance of our method is illustrated by a scattering problem of a multi-layer dielectric cylinder.
翻译:本文涉及为参数时间- 时间- 时间- 时间- 时间- 最大 Maxwell 方程式系统设计非侵入性模型序列减少值( MOR) 。 一个时间- 参数- 直线降低基数( RB) 。 一个时间- 和 参数- 离线( POD), 使用一个全序电磁场解决方案集成的全序电磁场解决方案双步正方位分解技术( POD ) 构建一个时间- 参数值和 RB 空间的预测系数( MOR ) 。 一个高斯 进程回归( GPR ), 以电磁场解决方案的数据特性为基础, 单值分解基数( RBD) 技术, 用于提取每个预测系数的培训数据的主要组成部分。 GPR 最终的全球回归功能可以代表这些时间- 和参数- Gussi 进程之间的线性组合。 RB 提取 GPR 和 GPR 子值模型的培训, 既在离线的阶段, 也可以在离线性 轨道 的 数据, 数据, 将 直接 数据 数据 的 组合 解,, 解 的,,, 以 以 的 的 的 以 以 方向- 的 方向- 方向 的 方向 的 的 的 的 的 方向 方向 方向 组合 的 的 的 的 的 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 的 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 的 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 的 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向 向