We propose a non-intrusive Deep Learning-based Reduced Order Model (DL-ROM) capable of capturing the complex dynamics of mechanical systems showing inertia and geometric nonlinearities. In the first phase, a limited number of high fidelity snapshots are used to generate a POD-Galerkin ROM which is subsequently exploited to generate the data, covering the whole parameter range, used in the training phase of the DL-ROM. A convolutional autoencoder is employed to map the system response onto a low-dimensional representation and, in parallel, to model the reduced nonlinear trial manifold. The system dynamics on the manifold is described by means of a deep feedforward neural network that is trained together with the autoencoder. The strategy is benchmarked against high fidelity solutions on a clamped-clamped beam and on a real micromirror with softening response and multiplicity of solutions. By comparing the different computational costs, we discuss the impressive gain in performance and show that the DL-ROM truly represents a real-time tool which can be profitably and efficiently employed in complex system-level simulation procedures for design and optimisation purposes.


翻译:我们建议采用一个非侵入性的深层学习减少顺序模型(DL-ROM),能够捕捉显示惰性和非线性非线性机械系统的复杂动态。在第一阶段,使用数量有限的高忠诚度快照生成一个POD-Galerkin ROM,随后用于生成数据,涵盖整个参数范围,在DL-ROM的培训阶段使用。使用一个革命性自动编码器,将系统反应映射成一个低维代表制,并同时模拟减少的非线性试样的多功能。该元体上的系统动态通过一个与自动编码器一起培训的深饲料向前神经网络来描述。该战略参照了紧凑的波束上的高忠诚度解决方案和具有软化反应和多种解决方案的真正微镜。通过比较不同的计算成本,我们讨论了性能的惊人收益,并表明DL-ROM真正是一个实时工具,可以盈利和高效地用于复杂的系统级模拟设计程序。

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