用数据驱动的本地算子寻找方法进行等离子体系统的简化建模:II. 参数动力学应用

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内容提要

本文研究了非侵入式科学机器学习(SciML)约简模型(ROMs)在非线性、混沌等离子体湍流模拟中的应用。通过算子推断(OpInf)构建基于物理学的低成本ROMs,捕捉湍流动力学的重要特征并缩短计算时间,对聚变设备设计和实时控制具有潜力。

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关键要点

  • 本文研究非侵入式科学机器学习(SciML)约简模型(ROMs)在非线性、混沌等离子体湍流模拟中的应用。
  • 提出使用算子推断(OpInf)从数据构建基于物理学的低成本 ROMs。
  • 通过对平面静电漂波等离子体湍流的 Hasegawa-Wakatani(HW)方程进行研究,考虑了 Ledig 等的研究工作。
  • 实验结果表明 OpInf ROMs 能捕捉湍流动力学的重要特征,并能推广到新的未见初始条件。
  • 在单核性能方面,OpInf ROMs 将高准确度模型的计算时间缩短了五个数量级。
  • 非侵入式的 SciML ROMs 有潜力加速数值研究,优化聚变设备的设计和实时控制。
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