Un enfoque híbrido para la reducción de orden del modelo de turbulencia barotrópica cuasi-geostrófica
Autores: Rahman, Sk. Mashfiqur; San, Omer; Rasheed, Adil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Un enfoque híbrido para la reducción de orden del modelo de turbulencia barotrópica cuasi-geostrófica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Robusto
Modelado de orden reducido
Predicción casi en tiempo real
Flujos de mesoescala
Marco de modelado híbrido
Cierres de red neuronal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Presentamos un enfoque robusto de modelado de orden reducido para la predicción casi en tiempo real de flujos de mesoescala. En nuestro marco de modelado híbrido, combinamos métodos de proyección basados en la física con cierres de redes neuronales para tener en cuenta los modos truncados. Introducimos un parámetro de ponderación entre la proyección de Galerkin y los modelos de máquina de aprendizaje extremo y exploramos su efectividad, precisión y generalizabilidad. Para ilustrar el éxito del paradigma de modelado propuesto, predecimos tanto el patrón de flujo medio como la respuesta de la serie temporal de un modelo oceánico cuasi-geostrófico de una sola capa, que es un prototipo simplificado para modelos de circulación general impulsados por el viento. Demostramos que nuestro enfoque produce mejoras significativas sobre la proyección estándar de Galerkin y los métodos de redes neuronales completamente no intrusivos con una sobrecarga computacional negligible.
Descripción
Presentamos un enfoque robusto de modelado de orden reducido para la predicción casi en tiempo real de flujos de mesoescala. En nuestro marco de modelado híbrido, combinamos métodos de proyección basados en la física con cierres de redes neuronales para tener en cuenta los modos truncados. Introducimos un parámetro de ponderación entre la proyección de Galerkin y los modelos de máquina de aprendizaje extremo y exploramos su efectividad, precisión y generalizabilidad. Para ilustrar el éxito del paradigma de modelado propuesto, predecimos tanto el patrón de flujo medio como la respuesta de la serie temporal de un modelo oceánico cuasi-geostrófico de una sola capa, que es un prototipo simplificado para modelos de circulación general impulsados por el viento. Demostramos que nuestro enfoque produce mejoras significativas sobre la proyección estándar de Galerkin y los métodos de redes neuronales completamente no intrusivos con una sobrecarga computacional negligible.