数学 > 数值分析
[提交于 2025年8月5日
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标题: 基于随机Koopman正交分解和可解释深度学习的非线性PDE降阶数据驱动双模型
标题: Reduced Order Data-driven Twin Models for Nonlinear PDEs by Randomized Koopman Orthogonal Decomposition and Explainable Deep Learning
摘要: 本研究引入了一种基于现代Koopman算子理论的数据驱动孪生建模框架,通过以较低的复杂度准确捕捉非线性动力学而无需手动参数调整,相较于经典模态分解有了显著进步。 该方法结合了一种新算法与Pareto前沿分析,构建了一个紧凑且高保真的降阶模型,平衡了准确性与效率。 一个可解释的NLARX深度学习框架实现了实时、自适应的校准与预测,而一个关键创新——通过随机正交投影计算正交Koopman模式——确保了最优的数据表示。 这种数据驱动的孪生建模方法是完全自洽的,避免了启发式选择,并通过集成可解释的学习技术增强了可解释性。 所提出的方法在冲击波现象中进行了验证,包括三个复杂度逐渐增加的实验,并对生成的数据驱动孪生模型进行了定性分析。
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