Parametrización de las Escalas Subrejilla en Simulaciones a Largo Plazo de las Ecuaciones de Agua Poco Profundo Usando Aprendizaje Automático y Limitación Convexa
Autores: Mojamder, Md Amran Hossan; Xu, Zhihang; Wang, Min; Timofeyev, Ilya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Parametrización de las Escalas Subrejilla en Simulaciones a Largo Plazo de las Ecuaciones de Agua Poco Profundo Usando Aprendizaje Automático y Limitación Convexa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Red neuronal
Parametrización
Procesos subrejilla
Ecuaciones de aguas poco profundas
Flujos
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos un método para parametrizar procesos subrejilla en las ecuaciones de aguas poco profundas. Definimos variables gruesas y promedios espaciales locales y utilizamos una red neuronal de avance directo para aprender flujos subrejilla. Nuestro método resulta en una parametrización local que utiliza un stencil computacional de cuatro puntos, lo que tiene varias ventajas sobre las parametrizaciones acopladas globalmente. Demostramos numéricamente que nuestro método mejora el balance de energía en simulaciones turbulentas a largo plazo y también reproduce con precisión soluciones individuales. Las simulaciones a largo plazo se refieren a estudios numéricos donde se simula un flujo de fluido durante una duración lo suficientemente larga como para alcanzar un estado estacionario estadístico. La parametrización de la red neuronal se puede combinar fácilmente con limitación de flujos para reducir oscilaciones cerca de choques. Más importante aún, nuestro método proporciona parametrizaciones fiables, incluso en regímenes dinámicos que no están incluidos en los datos de entrenamiento.
Descripción
Presentamos un método para parametrizar procesos subrejilla en las ecuaciones de aguas poco profundas. Definimos variables gruesas y promedios espaciales locales y utilizamos una red neuronal de avance directo para aprender flujos subrejilla. Nuestro método resulta en una parametrización local que utiliza un stencil computacional de cuatro puntos, lo que tiene varias ventajas sobre las parametrizaciones acopladas globalmente. Demostramos numéricamente que nuestro método mejora el balance de energía en simulaciones turbulentas a largo plazo y también reproduce con precisión soluciones individuales. Las simulaciones a largo plazo se refieren a estudios numéricos donde se simula un flujo de fluido durante una duración lo suficientemente larga como para alcanzar un estado estacionario estadístico. La parametrización de la red neuronal se puede combinar fácilmente con limitación de flujos para reducir oscilaciones cerca de choques. Más importante aún, nuestro método proporciona parametrizaciones fiables, incluso en regímenes dinámicos que no están incluidos en los datos de entrenamiento.