In this paper, we study the stochastic collocation (SC) methods for uncertainty quantification (UQ) in hyperbolic systems of nonlinear partial differential equations (PDEs). In these methods, the underlying PDEs are numerically solved at a set of collocation points in random space. A standard SC approach is based on a generalized polynomial chaos (gPC) expansion, which relies on choosing the collocation points based on the prescribed probability distribution and approximating the computed solution by a linear combination of orthogonal polynomials in the random variable. We demonstrate that this approach struggles to accurately capture discontinuous solutions, often leading to oscillations (Gibbs phenomenon) that deviate significantly from the physical solutions. We explore alternative SC methods, in which one can choose an arbitrary set of collocation points and employ shape-preserving splines to interpolate the solution in a random space. Our study demonstrates the effectiveness of spline-based collocation in accurately capturing and assessing uncertainties while suppressing oscillations. We illustrate the superiority of the spline-based collocation on two numerical examples, including the inviscid Burgers and shallow water equations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

SC:International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis。 Explanation:高性能计算、网络、存储和分析国际会议。 Publisher:IEEE。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/sc/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
2+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
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
2+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员