Assessment of unsteady flow predictions using hybrid deep learning based reduced-order models
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we present two deep learning-based hybrid data-driven reduced-order models for prediction of unsteady fluid flows. These hybrid models rely on recurrent neural networks (RNNs) to evolve low-dimensional states of unsteady fluid flow. The first model projects the high-fidelity time series data from a finite element Navier–Stokes solver to a low-dimensional subspace via proper orthogonal decomposition (POD). The time-dependent coefficients in the POD subspace are propagated by the recurrent net (closed-loop encoder–decoder updates) and mapped to a high-dimensional state via the mean flow field and the POD basis vectors. This model is referred to as POD-RNN. The second model, referred to as the convolution recurrent autoencoder network (CRAN), employs convolutional neural networks (instead of POD) as layers of linear kernels with nonlinear activations, to extract low-dimensional features from flow field snapshots. The flattened features are advanced using a recurrent (closed-loop manner) net and up-sampled (transpose convoluted) gradually to high-dimensional snapshots. Two benchmark problems of the flow past a cylinder and the flow past side-by-side cylinders are selected as the unsteady flow problems to assess the efficacy of these models. For the problem of the flow past a single cylinder, the performance of both the models is satisfactory and the CRAN model is found to be overkill. However, the CRAN model completely outperforms the POD-RNN model for a more complicated problem of the flow past side-by-side cylinders involving the complex effects of vortex-to-vortex and gap flow interactions. Owing to the scalability of the CRAN model, we introduce an observer-corrector method for calculation of integrated pressure force coefficients on the fluid–solid boundary on a reference grid. This reference grid, typically a structured and uniform grid, is used to interpolate scattered high-dimensional field data as snapshot images. These input images are convenient in training the CRAN model, which motivates us to further explore the application of the CRAN-based models for prediction of fluid flows.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 ».