Multiphysics simulations frequently require transferring solution fields between subproblems with non-matching spatial discretizations, typically using interpolation techniques. Standard methods are usually based on measuring the closeness between points by means of the Euclidean distance, which does not account for curvature, cuts, cavities or other non-trivial geometrical or topological features of the domain. This may lead to spurious oscillations in the interpolant in proximity to these features. To overcome this issue, we propose a modification to rescaled localized radial basis function (RL-RBF) interpolation to account for the geometry of the interpolation domain, by yielding conformity and fidelity to geometrical and topological features. The proposed method, referred to as RL-RBF-G, relies on measuring the geodesic distance between data points. RL-RBF-G removes spurious oscillations appearing in the RL-RBF interpolant, resulting in increased accuracy in domains with complex geometries. We demonstrate the effectiveness of RL-RBF-G interpolation through a convergence study in an idealized setting. Furthermore, we discuss the algorithmic aspects and the implementation of RL-RBF-G interpolation in a distributed-memory parallel framework, and present the results of a strong scalability test yielding nearly ideal results. Finally, we show the effectiveness of RL-RBF-G interpolation in multiphysics simulations by considering an application to a whole-heart cardiac electromecanics model.


翻译:多物理场模拟通常需要在具有非匹配空间离散的子问题之间传递解场,通常采用插值技术。标准方法通常基于欧氏距离衡量点之间的接近程度,但欧氏距离无法考虑曲率、切割、空洞或其他非平凡的几何或拓扑特征。这可能导致插值函数在这些特征附近产生虚假振荡。为解决此问题,我们提出了一种对重新缩放局部径向基函数(RL-RBF)插值的改进方法,通过适应几何和拓扑特征的一致性及保真度来考虑插值域的几何特性。所提出的方法被称为RL-RBF-G,其依赖于测量数据点之间的测地距离。RL-RBF-G消除了RL-RBF插值中出现的虚假振荡,从而在具有复杂几何的域中提高了精度。我们在理想化设置下通过收敛性研究展示了RL-RBF-G插值的有效性。此外,我们讨论了在分布式内存并行框架中RL-RBF-G插值的算法方面和实现,并给出了接近理想结果的强可扩展性测试结果。最后,通过考虑应用于全心心脏电机械模型的多物理场模拟,展示了RL-RBF-G插值的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月17日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
基于LDA的主题模型实践(三)
机器学习深度学习实战原创交流
23+阅读 · 2015年10月12日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Recent advances in deep learning theory
Arxiv
52+阅读 · 2020年12月20日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
106+阅读 · 2019年12月19日
Augmentation for small object detection
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
基于LDA的主题模型实践(三)
机器学习深度学习实战原创交流
23+阅读 · 2015年10月12日
相关论文
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Recent advances in deep learning theory
Arxiv
52+阅读 · 2020年12月20日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
106+阅读 · 2019年12月19日
Augmentation for small object detection
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月19日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员