A Machine and Deep Learning methodology is developed and applied to give a high fidelity, fast surrogate for 2D resistive MHD simulations of MagLIF implosions. The resistive MHD code GORGON is used to generate an ensemble of implosions with different liner aspect ratios, initial gas preheat temperatures (that is, different adiabats), and different liner perturbations. The liner density and magnetic field as functions of $x$, $y$, and $t$ were generated. The Mallat Scattering Transformation (MST) is taken of the logarithm of both fields and a Principal Components Analysis is done on the logarithm of the MST of both fields. The fields are projected onto the PCA vectors and a small number of these PCA vector components are kept. Singular Value Decompositions of the cross correlation of the input parameters to the output logarithm of the MST of the fields, and of the cross correlation of the SVD vector components to the PCA vector components are done. This allows the identification of the PCA vectors vis-a-vis the input parameters. Finally, a Multi Layer Perceptron neural network with ReLU activation and a simple three layer encoder/decoder architecture is trained on this dataset to predict the PCA vector components of the fields as a function of time. Details of the implosion, stagnation, and the disassembly are well captured. Examination of the PCA vectors and a permutation importance analysis of the MLP show definitive evidence of an inverse turbulent cascade into a dipole emergent behavior. The orientation of the dipole is set by the initial liner perturbation. The analysis is repeated with a version of the MST which includes phase, called Wavelet Phase Harmonics (WPH). While WPH do not give the physical insight of the MST, they can and are inverted to give field configurations as a function of time, including field-to-field correlations.


翻译:开发并应用一个机器和深学习方法, 以提供高忠诚度、 美元和 $t$ 的磁场。 使用 Mallat 磁传动变异( MST) 模拟 MagLIF 的对数和主构件分析。 阻动 MHD 代码 GORGON 用于生成一个混合的内分泌混合, 包括不同线性比率、 初始气体预热温度( 即不同的直径) 和不同线性扰动。 内嵌密度密度和磁场, 以美元、 美元和 美元为函数。 Mallat 磁传动变变变异( MST ), 使用两个字段的对数和主构件的对数分析。 将字段投射到 CPA 矢量的对数, 包括电流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流的功能, 以Sil- IMVL 流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流到流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流, 流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流到流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流到流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流流

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在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
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