High-dimensional/high-fidelity nonlinear dynamical systems appear naturally when the goal is to accurately model real-world phenomena. Many physical properties are thereby encoded in the internal differential structure of these resulting large-scale nonlinear systems. The high-dimensionality of the dynamics causes computational bottlenecks, especially when these large-scale systems need to be simulated for a variety of situations such as different forcing terms. This motivates model reduction where the goal is to replace the full-order dynamics with accurate reduced-order surrogates. Interpolation-based model reduction has been proven to be an effective tool for the construction of cheap-to-evaluate surrogate models that preserve the internal structure in the case of weak nonlinearities. In this paper, we consider the construction of multivariate interpolants in frequency domain for structured quadratic-bilinear systems. We propose definitions for structured variants of the symmetric subsystem and generalized transfer functions of quadratic-bilinear systems and provide conditions for structure-preserving interpolation by projection. The theoretical results are illustrated using two numerical examples including the simulation of molecular dynamics in crystal structures.


翻译:高维/高保真非线性动力系统在需要精确建模真实世界现象时自然出现。许多物理属性由此被编码在这些大规模非线性系统的内部微分结构中。动力学的高维性会导致计算瓶颈,尤其是当这些大规模系统需要针对不同外力项等多种情景进行模拟时。这引出了模型降阶的需求,其目标是用精确的降阶替代模型替代全阶动力学。基于插值的模型降阶已被证明是构建廉价评估替代模型的有效工具,该模型在弱非线性情况下能保持内部结构。本文考虑在频域内为结构化二次-双线性系统构建多元插值函数。我们提出了二次-双线性系统对称子系统和广义传递函数的结构化变体定义,并给出了通过投影实现保结构插值的条件。通过两个数值算例(包括晶体结构中的分子动力学模拟)对理论结果进行了验证。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月12日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月11日
Arxiv
1+阅读 · 2023年6月8日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月8日
Arxiv
20+阅读 · 2018年10月25日
VIP会员
最新内容
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
0+阅读 · 16分钟前
加沙、乌克兰和伊朗冲突:人工智能如何改变冲突
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
5+阅读 · 6月9日
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 6月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员