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Enregistrement W2278156475 · doi:10.1017/jfm.2015.730

Symmetry breaking of azimuthal thermoacoustic modes: the UQ perspective

2016· article· en· W2278156475 sur OpenAlexaff
Michaël Bauerheim, Aïssatou Ndiaye, Paul G. Constantine, Stéphane Moreau, Franck Nicoud

Notice bibliographique

RevueJournal of Fluid Mechanics · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueCombustion and flame dynamics
Établissements canadiensTelus (Canada)Université de Sherbrooke
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCurse of dimensionalitySymmetry breakingPhysicsNonlinear systemRotational symmetrySymmetry (geometry)Statistical physicsUncertainty quantificationAeroacousticsDimension (graph theory)Classical mechanicsMechanicsComputer scienceQuantum mechanicsMathematicsAcousticsSound pressureGeometry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Since its introduction in the late 19th century, symmetry breaking has been found to play a crucial role in physics. In particular, it appears as one key phenomenon controlling hydrodynamic and acoustic instabilities in problems with rotational symmetries. A previous paper investigated its desired potential application to the control of circumferential thermoacoustic modes in one annular cavity coupled with multiple flames (Bauerheimet al.,J. Fluid Mech., vol. 760, 2014, pp. 431–465). The present paper focuses on a similar problem when symmetry breaking appears unintentionally, for example when uncertainties due to tolerances are taken into account. It yields a large uncertainty quantification (UQ) problem containing numerous uncertain parameters. To tackle this well-known ‘curse of dimensionality’, a novel UQ methodology is used. It relies on the active subspace approach to construct a reduced set of input variables. This strategy is applied on two annular cavities coupled by 19 flames to determine its modal risk factor, i.e. the probability of an azimuthal acoustic mode being unstable. Since each flame is modelled by two uncertain parameters, it leads to a large UQ problem involving 38 parameters. An acoustic network model is then derived, which yields a nonlinear dispersion relation for azimuthal modes. This nonlinear problem, subject to bifurcations, is solved quasi-analytically. Results show that the dimension of the probabilistic problem can be drastically reduced, from 38 uncertain parameters to only 3. Moreover, it is found that the three active variables are related to physical quantities, which unveils underlying phenomena controlling the stability of the two coupled cavities. The first active variable is associated with a coupling strength controlling the bifurcation of the system, while the two others correspond to a symmetry-breaking effect induced by the uncertainties. Thus, an additional destabilization effect appear caused by the non-uniform pattern of the uncertainty distribution, which breaks the initial rotating symmetry of the annular cavities. Finally, the active subspace is exploited by fitting the response surface with polynomials (linear, quadratic and cubic). By comparing accuracy and cost, results prove that 5 % error can be achieved with only 30 simulations on the reduced space, whereas 2000 are required on the complete initial space. It exemplifies that this novel UQ technique can accurately predict the risk factor of an annular configuration at low cost as well as unveil key parameters controlling the stability.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,208
Écart entre enseignants0,201 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations34
Publié2016
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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