Nonlinear model order reduction has opened the door to parameter optimization and uncertainty quantification in complex physics problems governed by nonlinear equations. In particular, the computational cost of solving these equations can be reduced by means of local reduced-order bases. This article examines the benefits of a physics-informed cluster analysis for the construction of cluster-specific reduced-order bases. We illustrate that the choice of the dissimilarity measure for clustering is fundamental and highly affects the performances of the local reduced-order bases. It is shown that clustering with an angle-based dissimilarity on simulation data efficiently decreases the intra-cluster Kolmogorov $N$-width. Additionally, an a priori efficiency criterion is introduced to assess the relevance of a ROM-net, a methodology for the reduction of nonlinear physics problems introduced in our previous work in [T. Daniel, F. Casenave, N. Akkari, D. Ryckelynck, Model order reduction assisted by deep neural networks (ROM-net), Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences 7 (16), 2020]. This criterion also provides engineers with a very practical method for ROM-nets' hyperparameters calibration under constrained computational costs for the training phase. On a non-reducible 1D heat transfer problem, our physics-informed clustering strategy significantly outperforms classic strategies for the construction of local reduced-order bases in terms of projection errors. Keywords: local reduced-order bases, cluster analysis, dissimilarity measures, ROM-nets.


翻译:在非线性方程式的复杂物理问题中,非线性模型的减少为参数优化和不确定性量化打开了门,在非线性方程式的复杂物理问题中,参数优化和不确定性量化的参数打开了大门;特别是,解决这些方程式的计算成本可以通过当地减序基数降低;本文章审查了物理学知情的集群分析对于建造特定组别减序基数的好处;我们说明,为集群选择差异性计量方法具有根本意义,对当地减序基数的性能产生很大影响;显示在模拟数据上存在角度差异的集群有效地减少了科多洛戈罗夫内部的费用($-width)。 此外,引入了一种先验效率标准来评估ROM-net的相关性,这是我们以前在[T.Daniel,F.Casenave,N.Akkakakari,D.Ryckelylycynck, 模型减少订单的性能,在模拟数据模拟数据中,高级模型和模拟工程科学7(16,2020]。这一标准还为工程师提供了一种非常实用的方法,用于在不精确的轨道基础的轨道基础上进行不精确的校准的校正基础的校准基础,在1号的校正级模型阶段的校准的校正的校正的校正的校正的校正的校正的校正的校正的校正的校正的校正的校正标准, 级的校正的校正的校正的校程战略。

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