The paper presents a novel methodology to build surrogate models of complicated functions by an active learning-based sequential decomposition of the input random space and construction of localized polynomial chaos expansions, referred to as domain adaptive localized polynomial chaos expansion (DAL-PCE). The approach utilizes sequential decomposition of the input random space into smaller sub-domains approximated by low-order polynomial expansions. This allows approximation of functions with strong nonlinearties, discontinuities, and/or singularities. Decomposition of the input random space and local approximations alleviates the Gibbs phenomenon for these types of problems and confines error to a very small vicinity near the non-linearity. The global behavior of the surrogate model is therefore significantly better than existing methods as shown in numerical examples. The whole process is driven by an active learning routine that uses the recently proposed $\Theta$ criterion to assess local variance contributions. The proposed approach balances both \emph{exploitation} of the surrogate model and \emph{exploration} of the input random space and thus leads to efficient and accurate approximation of the original mathematical model. The numerical results show the superiority of the DAL-PCE in comparison to (i) a single global polynomial chaos expansion and (ii) the recently proposed stochastic spectral embedding (SSE) method developed as an accurate surrogate model and which is based on a similar domain decomposition process. This method represents general framework upon which further extensions and refinements can be based, and which can be combined with any technique for non-intrusive polynomial chaos expansion construction.


翻译:本文介绍了一种新颖的方法,通过以积极学习为基础的输入随机空间的随机随机空间的分解和局部多元混乱扩展的构建来构建复杂功能的替代模型,称为域适应性局部多元混乱扩展(DAL-PCE)。因此,该方法使用顺序将输入随机空间分解为小的子域,以低排序多元扩展为近似值。这样可以将功能与强大的非线性、不连续性和/或奇特性相近。输入随机空间和本地近似相的分解会缓解Gibs现象,并将错误限制在接近非线性的地方。因此,代位模型的全球行为大大优于数字示例中显示的现有方法。整个过程由积极学习的常规驱动,该常规使用最近提议的 $\ Theta$ 标准来评估本地差异贡献。 拟议的方法平衡了基于直线性模型和直径直径直线度框架的任何组合空间和直径直线度框架,可以缓解 Gibs 现象现象,从而将输入随机空间的错误缩小到非常接近于非线性的近距离的近距离范围范围。 模型中,从而显示原始的数学模型和直径直径直径直径的模型的精确的模型的模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关VIP内容
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
159+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员