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动态数据驱动贝叶斯GMsFEM。 (英语) Zbl 1432.65007号

摘要:在本文中,我们提出了一种贝叶斯方法,用于解决动态观测数据可用的多尺度问题。我们的方法在广义多尺度有限元方法框架中概率地选择重要的自由度。由于许多多尺度应用中的尺度差异,计算模型无法解决所有尺度。广义多尺度有限元方法中的主模态被用作“永久”基函数,我们用它来计算廉价的多尺度解和相关的不确定性。通过我们的贝叶斯框架,我们可以通过概率选择未解决的尺度来建模近似解。我们考虑非均匀介质中的抛物方程。时间域被划分为子区间。利用残差信息和给定的动态数据,我们设计了适当的先验分布来建模缺失的子网格信息。设计这种可能性是为了最小化潜在PDE问题中的残差和观测数据的不匹配。利用所得的后验分布,采样过程确定了永久基函数以外的重要自由度。该方法在解决子网格信息和确保观测精度方面增加了重要的自由度。

MSC公司:

65二氧化碳 蒙特卡罗方法
2015年1月62日 贝叶斯推断
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
62-08 统计问题的计算方法
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参考文献:

[1] Wu,X.H。;埃芬迪耶夫,Y。;Hou,T.Y.,《绝对渗透率放大分析》,离散Contin。动态。系统。序列号。B、 2、158-204(2002)·Zbl 1162.65327号
[2] Durlowsky,L.J.,非均质多孔介质等效网格块渗透率张量的数值计算,水资源。决议,27,699-708(1991)
[3] Fish,Jacob,《实用多尺度》(2013),John Wiley&Sons
[4] 埃芬迪耶夫,Y。;Hou,T.,《多尺度有限元方法:理论与应用》(2009),Springer·Zbl 1163.65080号
[5] 范蓉;袁、郑;Fish,Jacob,自适应两尺度非线性均匀化,国际计算机杂志。方法工程科学。机械。,11, 1, 27-36 (2010) ·Zbl 1369.74076号
[6] 鱼,雅各布;库兹涅佐夫,谢尔盖,《从均匀化到广义连续统》,国际计算机杂志。方法工程科学。机械。,13, 2, 77-87 (2012)
[7] 李爱琴;李仁阁;雅各布·费什,《广义数学均匀化:从理论到实践》,《计算》。方法应用。机械。工程,197,41,3225-3248(2008)·Zbl 1159.74404号
[8] Donald L.Brown。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;Hoang,Vieta Ha,慢变介质中stokes方程的高效分层多尺度有限元方法,多尺度模型。模拟。,11, 1, 30-58 (2013) ·Zbl 1267.74096号
[9] E、 W。;Engquist,B.,《异质多尺度方法》,Commun。数学。科学。,1, 1, 87-132 (2003) ·Zbl 1093.35012号
[10] 阿卜杜勒。;Engquist,B.,计算复杂度接近最优的有限元异质多尺度方法,SIAM J.多尺度模型。模拟。,6, 4, 1059-1084 (2007) ·Zbl 1155.65096号
[11] Ohlberger,M.,椭圆均匀化问题非均匀多尺度有限元方法的后验误差估计,SIAM J.多尺度模型。模拟。,4, 1, 88-114 (2005) ·兹比尔1090.65128
[12] Hou,T。;Wu,X.H.,复合材料和多孔介质椭圆问题的多尺度有限元方法,J.Compute。物理。,134, 169-189 (1997) ·Zbl 0880.73065号
[13] 埃芬迪耶夫,Y。;Hou,T。;Wu,X.H.,非协调多尺度有限元方法的收敛性,SIAM J.Numer。分析。,37, 888-910 (2000) ·Zbl 0951.65105号
[14] 埃芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;Wu,X.H.,使用局部谱基函数解决高对比度问题的多尺度有限元方法,J.Compute。物理。,230, 937-955 (2011) ·Zbl 1391.76321号
[15] 鱼,雅各布;姜涛;袁,郑,非均匀介质的交错非局部多尺度模型,国际。J.数字。方法工程师,91,2142-157(2012)·兹比尔1246.74011
[17] 叶尔钦·伊芬迪耶夫;Eric Chung;李广联;Leung,Tat,稀疏广义多尺度有限元方法及其应用,国际多尺度计算杂志。工程,14,1,1-23(2016)
[18] 利奥·弗朗卡;合资公司Ramalho;Valentin,F.,反应-对流-扩散问题的多尺度和无残差气泡函数,国际多尺度计算杂志。工程,3,3,297-312(2005)
[19] 安东尼·努伊;Ladevèze,Pierre,《时空均匀化的多尺度计算策略:解决微问题的径向型近似技术》,国际多尺度计算杂志。工程,2,4(2004)
[20] 维克多·M·卡罗(Victor M.Calo)。;Eric T.Chung。;叶尔钦·伊芬迪耶夫;Leung,Wing Tat,非均匀介质中对流主导扩散的多尺度稳定,计算。方法应用。机械。工程,304,359-377(2016)·Zbl 1423.76215号
[21] 奥克萨纳A.Chkrebtii。;戴维·坎贝尔(David A.Campbell)。;Calderhead,Ben;Girolma,Mark A.,微分方程贝叶斯解不确定性量化,贝叶斯分析。,11, 4, 1239-1267 (2016) ·Zbl 1357.62108号
[22] 巴尼·马利克。;杨克仁;Nilabja Guha;Efendiev,Yalchin,对Chkrebtii,Campbell,Calderhead和Girolma的文章的评论,贝叶斯分析。,11, 4, 1279-1284 (2016) ·Zbl 1357.62120号
[23] 埃芬迪耶夫,Y。;Leung,W.T。;张,S.W。;Guha,N。;Hoang,V.H。;Mallick,B.,贝叶斯多尺度有限元方法。概率建模缺失的子网格信息。,国际多尺度计算杂志。工程,15,2,175-197(2017)
[24] 埃芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;Hou,T.,广义多尺度有限元方法,J.Compute。物理。,251, 116-135 (2013) ·Zbl 1349.65617号
[25] 加尔维斯,J。;李·G。;Shi,K.,Brinkman方程的广义多尺度有限元方法,J.Comput。申请。数学。,280, 294-309 (2015) ·Zbl 1309.76124号
[26] 加尔维斯,J。;Wei,J.,沟道化系统和应用的集成级多尺度有限元和预处理器,J.Compute。申请。数学。,255, 456-467 (2014) ·Zbl 1291.76199号
[27] 埃芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;拉扎罗夫,R。;穆恩,M。;Sarkis,M.,广义多尺度有限元法。对称内部惩罚耦合,J.Compute。物理。,255, 1-15 (2013) ·Zbl 1349.76199号
[28] 埃芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;李·G。;Presho,M.,广义多尺度有限元方法。过采样策略,国际多尺度计算杂志。工程,12,6,465-484(2014)
[29] Calo,VM;埃芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;Ghommem,M.,求解非线性偏微分方程的多尺度经验插值,J.Compute。物理。,278, 204-220 (2014) ·Zbl 1349.65612号
[30] Chung,E.T。;埃芬迪耶夫,Y。;Li,G.,高对比度流动问题的自适应GMsFEM,J.Compute。物理。,273, 54-76 (2014) ·Zbl 1354.65242号
[31] Chung,E.T。;埃芬迪耶夫,Y。;李·G。;Vasilyeva,M.,多孔非均匀区域问题的广义多尺度有限元方法,应用。分析。,95, 2254-2279 (2016) ·Zbl 1457.65189号
[32] Chung,E.T。;埃芬迪耶夫,Y。;Leung,W.T.,残差驱动的在线广义多尺度有限元方法,J.Compute。物理。,302, 176-190 (2015) ·兹比尔1349.65615
[33] Chung,E.T。;埃芬迪耶夫,Y。;Leung,W.T.,非均匀介质中流动的在线广义多尺度间断伽辽金方法(GMsDGM),Commun。计算。Phys,21,401-422(2017)·Zbl 1488.65609号
[34] Chung,E.T。;埃芬迪耶夫,Y。;Leung,W.T。;Ye,S.,时空异质抛物方程的广义多尺度有限元方法。,计算。数学。申请。,76, 419-437 (2018) ·Zbl 1419.65056号
[35] Owhadi,Houman,贝叶斯数值均匀化,多尺度模型。模拟。,13, 3, 812-828 (2015) ·Zbl 1322.35002号
[36] 伊利亚斯·比利奥尼斯;尼古拉斯·扎巴拉斯;布莱达尔·科诺米(Bledar A.Konomi)。;Lin,Guang,多输出可分离高斯过程:走向一种有效的、完全贝叶斯的不确定性量化范式,J.Comput。物理。,241, 212-239 (2013) ·Zbl 1349.76760号
[37] Bilinis,I。;Zabaras,N.,用有限的前向求解器评估解决逆问题:贝叶斯观点,逆问题,30,1015004(2013)·Zbl 1292.62047号
[38] 尤塞夫·马尔祖;Xiu,Dongbin,反问题中贝叶斯推断的随机配置方法,Commun。计算。物理。,6, 4, 826-847 (2009) ·Zbl 1364.62064号
[39] 马滕·阿恩斯特(Maarten Arnst);罗杰·加尼姆;Christian Soize,混沌展开系数的贝叶斯后验识别,J.Compute。物理。,229, 9, 3134-3154 (2010) ·Zbl 1184.62034号
[40] Andrew M.Stuart,《逆向问题:贝叶斯观点》,《数值学报》。,19, 451-559 (2010) ·Zbl 1242.65142号
[41] Guha,N。;Tan,X.,高度非均质多孔介质流动的多级近似贝叶斯方法及其应用。,J.计算。申请。数学。,317, 700-717 (2017) ·Zbl 1381.76311号
[42] Yang,K。;Guha,N。;埃芬迪耶夫,Y。;Mallick,B.K.,非均匀随机介质中流动的贝叶斯和变分贝叶斯方法。,J.计算。物理。,345, 275-293 (2017) ·Zbl 1378.76116号
[43] 卡洛,V.M。;埃芬迪耶夫,Y。;加尔维斯,J。;Li,G.,广义多尺度有限元方法的随机过采样,多尺度模型。模拟。,14, 482-501 (2016) ·Zbl 1337.65148号
[44] 郭,L。;Mallick,B.,回归模型的变量选择,Sankhya,65-81(1998)·Zbl 0972.62016号
[45] E.I.乔治。;McCulloch,R.E.,《通过吉布斯抽样选择变量》,J.Amer。统计师。协会,88,423,881-889(1993)
[46] 斯科特·J·G。;Berger,J.O.,变量选择问题中的贝叶斯和经验贝叶斯多重性调整。,安.统计师。,38, 5, 2587-2619 (2010) ·Zbl 1200.62020年
[47] 蒂尔尼,L。;Kadane,J.B.,《后力矩和边缘密度的精确近似值》。,J.Amer。统计师。协会,81393,82-86(1986)·兹伯利0587.62067
[48] Raudenbush,S.W。;杨,M。;Yosef,M.,通过高阶多元拉普拉斯近似,具有嵌套随机效应的广义线性模型的最大似然。,J.计算。图表。统计人员。,9, 1, 141-157 (2000)
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