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通过解析可解条件统计从部分观测中学习非线性湍流动力学。 (英语) Zbl 07506185号

小结:从部分观测中学习非线性湍流动力学是一个重要而富有挑战性的课题。本文利用短训练数据,针对一类复杂的非线性湍流动力学,开发了一种基于期望最大化方法的高效学习算法。尽管这些模型具有显著的非线性和非高斯特性,但分析可解条件统计允许开发精确的非线性最优平滑器来恢复隐藏变量,这有助于有效学习这些具有极端事件的完全非线性模型。然后,在基本算法中加入三个附加成分以改进学习过程。首先,考虑了要求二次非线性项能量守恒的物理约束。它在防止溶液的有限时间爆破和恢复模型的各种病理行为方面起着重要作用。其次,将明智的块分解应用于许多大维非线性系统。它大大加快了高维条件协方差矩阵的计算,并为学习模型参数提供了一种极为廉价的并行计算。第三,将复杂湍流模型的稀疏辨识和学习算法相结合,得到精简模型。数值试验表明,该算法能够在理想模型和模型误差场景中学习具有极端事件的非线性动力学和非高斯统计。研究还表明,在存在噪声和部分观测的情况下,模型并不是唯一识别的。不同的非线性模型都完美地捕捉了关键的非高斯特征,并获得了与完美模型相同的观测变量集合预测技巧,但它们可能对外部扰动有不同的模型响应。

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93至XX 系统论;控制
62至XX 统计
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