Recent advances in modeling large-scale complex physical systems have shifted research focuses towards data-driven techniques. However, generating datasets by simulating complex systems can require significant computational resources. Similarly, acquiring experimental datasets can prove difficult as well. For these systems, often computationally inexpensive, but in general inaccurate, models, known as the low-fidelity models, are available. In this paper, we propose a bi-fidelity modeling approach for complex physical systems, where we model the discrepancy between the true system's response and low-fidelity response in the presence of a small training dataset from the true system's response using a deep operator network (DeepONet), a neural network architecture suitable for approximating nonlinear operators. We apply the approach to model systems that have parametric uncertainty and are partially unknown. Three numerical examples are used to show the efficacy of the proposed approach to model uncertain and partially unknown complex physical systems.


翻译:在大规模复杂物理系统建模方面最近的进展已使研究重点转向数据驱动技术,然而,通过模拟复杂系统生成数据集可能需要大量计算资源。同样,获取实验数据集也可能证明是困难的。对于这些系统,通常计算成本低,但一般而言不准确的模型(称为低忠诚模型)是可用的。在本文件中,我们建议对复杂的物理系统采用双性性关系建模方法,我们用一个深层操作网络(DeepONet)作为模型,在使用一个适用于近似非线性操作者的神经网络结构(神经网络结构)作为实际系统反应的小型培训数据集的情况下,模拟真实系统的反应与低不忠诚反应之间的差异。我们采用这种方法对具有参数不确定性且部分未知的模型系统采用这一方法。我们用三个数字例子来显示拟议模型的不确定性和部分不为未知的复杂物理系统的有效性。

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