×

模拟低维表示的几何方法。 (英语) Zbl 1418.65175号

总结:我们提出了一种新的数据分析方法,用于对数值模拟的有限元数据束进行有效的后处理。该方法基于对称的数学原理。我们考虑工业产品的模拟包含在嵌入到\(mathbb{R}^3)中的曲面网格空间中的情况。此外,我们假设存在距离保持变换(尽管未知),它将模拟映射到模拟。在此设置中,可以在网格上构造离散的Laplace-Beltrami算子,该算子对等距变换是不变的,因此对所有模拟都有效。这种算符的本征函数用作所有(等距)模拟的通用基础。可以使用投影系数而不是完整模拟进行进一步分析。为了扩展不变性的概念,我们使用了一个离散的Fokker-Planck算子,该算子在连续极限下收敛到一个对非线性变换不变量的算子,并相应地使用了其特征分解。数据分析方法被应用于来自汽车碰撞数值模拟的时间相关数据集。有人观察到,只需要几个谱系数来描述数据的可变性,就可以得到低维结构。特征向量可以恢复不同的独立变化模式,如平移、旋转、全局和局部变形。对数值模拟束的数据进行有效分析是可能的,尤其是对许多模拟进行及时分析。

MSC公司:

65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
第60页 统计学在工程和工业中的应用;控制图

软件:

红色工具箱
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] S.Ackermann、L.Gaul、M.Hanss和T.Hambrecht,非线性有限元分析中全局重要输入参数检测的主成分分析,德国斯图加特IAM应用与实验力学研究所,2008年。
[2] M.Bauer、M.Bruveris和P.W.Michor,形状空间和微分同胚群的几何概述,J.数学。《成像视觉》,50(2014),第60-97页·Zbl 1310.58005号
[3] M.Ben-Chen和C.Gotsman,网格数据谱压缩的优化,ACM变速器。《图形》,24(2005),第60-80页。
[4] B.Bohn、J.Garcke、R.Iza-Teran、A.Paprotny、B.Peherstorfer、U.Schepsmeier和C.-A.Thole,用非线性机器学习方法分析汽车碰撞模拟数据,ICCS 2013,Procedia Compute。科学。18(2013),第621-630页。
[5] M.Bauer、P.Harms和P.W.Michor,曲面形状空间的Sobolev度量、J.Geom。机械。,3(2011年),第389-438页·Zbl 1262.58004号
[6] M.Belkin和P.Niyogi,黎曼流形上的半监督学习《机器学习》,56(2004),第209-239页·Zbl 1089.68086号
[7] M.Belkin、J.Sun和Y.Wang,网格曲面上的离散拉普拉斯算子,《计算几何研讨会论文集》,SoCG’08,ACM,纽约,2008年,第278-287页·Zbl 1271.65030号
[8] C.Canuto、M.Y.Hussaini、A.Quarteroni和T.A.Zang,谱方法:单域基础2006年,纽约施普林格·Zbl 1093.76002号
[9] F.R.K.Chung,谱图论,AMS,普罗维登斯,RI,1997年·兹伯利0867.05046
[10] R.Coifman和S.Lafon,扩散贴图,申请。计算。哈蒙。分析。,21(2006),第5-30页·Zbl 1095.68094号
[11] R.R.Coifman和M.Maggioni,扩散小波,申请。计算。哈蒙。分析。,21(2006),第53-94页·邮编1095.94007
[12] S.Caddemi和M.D.Paola,受增量相关输入影响的滞后系统《概率结构力学:结构可靠性方法的进展》,P.Spanos和Y.Wu主编,Springer,纽约,1994年,第56-66页。
[13] N.El Karoui,关于信息加噪声核随机矩阵,安.统计师。,38(2010),第3191-3216页·Zbl 1200.62056号
[14] J.Garcke和R.Iza-Teran,汽车碰撞和数值汽车碰撞模拟数据的机器学习方法2017年,瑞典斯德哥尔摩NAFEMS。
[15] N.Garciáa Trillos和D.Slepčev,谱聚类一致性的变分方法,申请。计算。哈蒙。分析。,45(2018),第239-281页·Zbl 1396.49013号
[16] R.Iza-Teran,启用有限元模拟束分析,国际。J.不确定性量化,4(2014),第95-110页·Zbl 1513.65311号
[17] R.Iza-Teran,模拟束分析的几何方法德国波恩波恩大学数值模拟研究所论文,2017年。
[18] Z.Karni和C.Gotsman,网格几何的光谱压缩,《第27届计算机图形与交互技术年会论文集》,SIGGRAPH’00,2000年,第279-286页。
[19] D.Kushnir、A.Haddad和R.Coifman,子流形上的各向异性扩散及其在地球结构分类中的应用,申请。计算。哈蒙。分析。,32(2012),第280-294页·Zbl 1316.62067号
[20] Y.Lipman、O.Sorkine、D.Levin和D.Cohen-Or,网格的线性旋转不变坐标,ACM变速器。《图形》,24(2005),第479-487页。
[21] R.Lai、Y.Shi、K.Scheibel、S.Fears、R.Woods、A.Toga和T.Chan,用于固有三维形状分析的度量诱导最优嵌入,《IEEE计算机视觉和模式识别会议论文集》,IEEE,华盛顿特区,2010年,第2871-2878页。
[22] J.Lee和M.Verleysen,非线性降维,施普林格,纽约,2007年·Zbl 1128.68024号
[23] P.Michor,微分几何专题,AMS,罗得岛普罗维登斯,2008年·Zbl 1175.53002号
[24] P.W.Michor和D.Mumford,平面曲线空间上的黎曼几何《欧洲数学杂志》。Soc.,8(2006),第1-48页·Zbl 1101.58005号
[25] R.Myers、D.Montgomery和C.Anderson-Cook,响应面方法:使用设计实验优化工艺和产品,威利,纽约,2009年·Zbl 1269.62066号
[26] J.S.B.Mitchell、D.M.Mount和C.H.Papadimitriou,离散测地线问题,SIAM J.计算。,16(1987),第647-668页·Zbl 0625.68051号
[27] A.Marrel、N.Saint-Gours和M.De Lozzo,空间和/或时间现象的敏感性分析《不确定性量化手册》,R.Ghanem、D.Higdon和H.Owhadi编辑,Springer International Publishing,Cham,2016年,第1-31页。
[28] L.Mei和C.-A.Thole,并行汽车碰撞仿真结果的数据分析与模型优化,模拟。模型。《实践理论》,16(2008),第329-337页。
[29] M.Ovsjanikov、M.Ben-Chen、J.Solomon、A.Butscher和L.Guibas,功能图:形状之间映射的灵活表示,ACM变速器。《图形》,31(2012),30。
[30] A.Quarteroni、A.Manzoni和F.Negri,偏微分方程的约化基方法,施普林格,纽约,2016年·Zbl 1337.65113号
[31] M.Reuter、S.Biasotti、D.Giorgi、G.Patane和M.Spagnuolo,技术部分:用于形状分析和分割的离散Laplace-Beltrami运算符,计算。图表。,33(2009年),第381-390页。
[32] S.Rosenberg,黎曼流形上的拉普拉斯算子:流形分析简介,伦敦数学。1997年,英国剑桥大学出版社,《Soc.Student Texts 31》·Zbl 0868.58074号
[33] M.Reuter、F.Wolter和N.Peinecke,拉普拉斯-贝尔特拉米光谱作为表面和固体的“形状DNA”《计算机辅助设计》,38(2006),第342-366页。
[34] A.Singer和R.R.Coifman,基于扩散映射的非线性独立分量分析,申请。计算。哈蒙。分析。,25(2008),第226-239页·Zbl 1144.62044号
[35] A.歌手,光谱独立成分分析,申请。计算。哈蒙。分析。,21(2006),第135-144页·Zbl 1095.94010号
[36] A.Singer和H.-T.Wu,随机样本连接拉普拉斯算子的谱收敛性《Inf.Inference》,6(2017),第58-123页·Zbl 1386.94055号
[37] C.A.Thole、L.Nikitina、I.Nikitin和T.Clees,碰撞模拟结果的高级模式分析,第九届LS-DYNA论坛论文集,德国班贝格,2010年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。