This work introduces a reduced order modeling (ROM) framework for the solution of parameterized second-order linear elliptic partial differential equations formulated on unfitted geometries. The goal is to construct efficient projection-based ROMs, which rely on techniques such as the reduced basis method and discrete empirical interpolation. The presence of geometrical parameters in unfitted domain discretizations entails challenges for the application of standard ROMs. Therefore, in this work we propose a methodology based on i) extension of snapshots on the background mesh and ii) localization strategies to decrease the number of reduced basis functions. The method we obtain is computationally efficient and accurate, while it is agnostic with respect to the underlying discretization choice. We test the applicability of the proposed framework with numerical experiments on two model problems, namely the Poisson and linear elasticity problems. In particular, we study several benchmarks formulated on two-dimensional, trimmed domains discretized with splines and we observe a significant reduction of the online computational cost compared to standard ROMs for the same level of accuracy. Moreover, we show the applicability of our methodology to a three-dimensional geometry of a linear elastic problem.


翻译:本研究在未配拟几何上提出了一个简约建模(ROM)框架,用于解决参数化二阶线性椭圆型偏微分方程的求解。目标是构建有效的投影式ROM,其依赖于简约基方法和离散经验插值等技术。未配拟域离散化中的几何参数存在挑战,因此,我们提出了一种方法,基于i)在背景网格上扩展快照和ii)采用本地化策略来减少简约基函数数量。所获得的方法具有高效性和精确性,并且对于底层离散化的选择是不可知的。我们通过对Poisson问题和线性弹性问题进行数值实验来测试所提出的框架的适用性。特别地,我们研究了采用样条离散化的二维被裁剪域上的多个基准测试,并观察到与标准ROM相比,在线计算成本显着降低,同时达到了相同的精度水平。此外,我们还展示了将所提出的方法应用于线性弹性问题的三维几何中的适用性。

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