Reduced Order Modeling with Shallow Recurrent Decoder Networks
Auteurs : Matteo Tomasetto, Jan P. Williams, Francesco Braghin, Andrea Manzoni, J. Nathan Kutz
Résumé : Reduced Order Modeling is of paramount importance for efficiently inferring high-dimensional spatio-temporal fields in parametric contexts, enabling computationally tractable parametric analyses, uncertainty quantification and control. However, conventional dimensionality reduction techniques are typically limited to known and constant parameters, inefficient for nonlinear and chaotic dynamics, and uninformed to the actual system behavior. In this work, we propose sensor-driven SHallow REcurrent Decoder networks for Reduced Order Modeling (SHRED-ROM). Specifically, we consider the composition of a long short-term memory network, which encodes the temporal dynamics of limited sensor data in multiple scenarios, and a shallow decoder, which reconstructs the corresponding high-dimensional states. SHRED-ROM is a robust decoding-only strategy that circumvents the numerically unstable approximation of an inverse which is required by encoding-decoding schemes. To enhance computational efficiency and memory usage, the full-order state snapshots are reduced by, e.g., proper orthogonal decomposition, allowing for compressive training of the networks with minimal hyperparameter tuning. Through applications on chaotic and nonlinear fluid dynamics, we show that SHRED-ROM (i) accurately reconstructs the state dynamics for new parameter values starting from limited fixed or mobile sensors, independently on sensor placement, (ii) can cope with both physical, geometrical and time-dependent parametric dependencies, while being agnostic to their actual values, (iii) can accurately estimate unknown parameters, and (iv) can deal with different data sources, such as high-fidelity simulations, coupled fields and videos.
Outils pour cet article
Posez des questions sur cet article à notre assistant IA
Vous pouvez aussi discutez avec plusieurs papiers à la fois ici.
⚠La licence de l'article ne nous permet pas de nous appuyer sur son contenu et l'assistant IA ne peut se servir que des métadonnées de l'article plutôt que de l'article complet.
Le résumé précédent a été créé il y a plus d'un an et peut être réexécuté (si nécessaire) en cliquant sur le bouton Exécuter ci-dessous.
⚠La licence de cet article spécifique ne nous permet pas de nous appuyer sur son contenu et les outils de synthèse seront exécutés en utilisant les métadonnées de l'article plutôt que l'article complet. Cependant, l'outil produira quand même un bon résultat, et vous pouvez également essayer nos outils sur des papiers avec des licences plus ouvertes.
Articles similaires résumés avec nos outils d'IA
Naviguez à travers encore plus d'articles similaires en utilisant une
représentation arborescenteRecherchez des articles similaires (en version bêta)
Nous comparons le titre et le résumé avec les articles indexés dans notre base. Pour les articles arXiv, la recherche porte sur la même catégorie ; pour les DOI et les autres sources, elle couvre toutes les sources et disciplines. Vous pouvez la relancer à mesure que notre base s’enrichit.
Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.