A Hybrid Data-Driven Deep Learning Technique for Fluid-Structure Interaction
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This paper is concerned with the development of a hybrid data-driven technique for unsteady fluid-structure interaction systems. The proposed data-driven technique combines the deep learning framework with a projection-based low-order modeling. While the deep learning provides low-dimensional approximations from datasets arising from black-box solvers, the projection-based model constructs the low-dimensional approximations by projecting the original high-dimensional model onto a low-dimensional subspace. Of particular interest of this paper is to predict the long time series of unsteady flow fields of a freely vibrating bluff-body subjected to wake-body synchronization. We consider convolutional neural networks (CNN) for the learning dynamics of wake-body interaction, which assemble layers of linear convolutions with nonlinear activations to automatically extract the low-dimensional flow features. Using the high-fidelity time series data from the stabilized finite element Navier-Stokes solver, we first project the dataset to a low-dimensional subspace by proper orthogonal decomposition (POD) technique. The time-dependent coefficients of the POD subspace are mapped to the flow field via a CNN with nonlinear rectification, and the CNN is iteratively trained using the stochastic gradient descent method to predict the POD time coefficient when a new flow field is fed to it. The time-averaged flow field, the POD basis vectors, and the trained CNN are used to predict the long time series of the flow fields and the flow predictions are quantitatively assessed with the full-order (high-dimensional) simulation data. The proposed POD-CNN model based on the data-driven approximation has a remarkable accuracy in the entire fluid domain including the highly nonlinear near wake region behind a freely vibrating bluff body.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».