In this paper, we propose a network model, the multiclass classification-based ROM (MC-ROM), for solving time-dependent parametric partial differential equations (PPDEs). This work is inspired by the observation of applying the deep learning-based reduced order model (DL-ROM) to solve diffusion-dominant PPDEs. We find that the DL-ROM has a good approximation for some special model parameters, but it cannot approximate the drastic changes of the solution as time evolves. Based on this fact, we classify the dataset according to the magnitude of the solutions, and construct corresponding subnets dependent on different types of data. Then we train a classifier to integrate different subnets together to obtain the MC-ROM. When subsets have the same architecture, we can use transfer learning technology to accelerate the offline training. Numerical experiments show that the MC-ROM improves the generalization ability of the DL-ROM both for diffusion- and convection-dominant problems, and maintains the advantage of DL-ROM. We also compare the approximation accuracy and computational efficiency of the proper orthogonal decomposition (POD) which is not suitable for convection-dominant problems. For diffusion-dominant problems, the MC-ROM can save about 100 times online computational cost than the POD with a slightly better approximation in the reduced space of the same dimension.


翻译:在本文中,我们提出一个网络模型,即多级分类的ROM(MC-ROM),用于解决基于时间的参数部分偏差方程(PPDEs),这项工作的灵感来自对应用深学习减序模型(DL-ROM)的观察,用于解决扩散占主导地位的 PPDEs。我们发现DL-ROM对于某些特殊模型参数具有很好的近似性,但不能随着时间的演变而估计解决方案的急剧变化。基于这一事实,我们根据解决方案的规模对数据集进行分类,并根据不同数据类型建立相应的子网。然后我们培训一个分类员,将不同的子网合并,以获得MC-ROM。当子组具有相同的结构时,我们可以使用转让学习技术来加快离线培训。数字实验显示,DL-ROM对于传播和对等主控的特性问题来说,都提高了DL-ROM的普及能力,并且保持DL-ROM的优势。我们还比较了正确或精确的分类效率,对于正确或精确的移动的计算方法来说,对于正确和精确的递解算的系统,对于正确和精确的递解算的计算来说,可以比较。

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