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基于多分辨率多项式混沌展开的耦合Stokes-Darcy流问题全局灵敏度分析。 (英语) Zbl 1528.76077号

小结:相关模型参数的确定对于准确的数学建模和在地球科学中广泛应用的高效数值模拟至关重要。传统的选择方法是全局敏感性分析(GSA)。不幸的是,至少基于蒙特卡洛的经典GSA需要大量的模型运行。基于响应曲面的技术,例如任意多项式混沌(aPC)展开,可以减少计算工作量,但是,它们存在吉布斯现象和对更高精度的硬件要求高的问题。我们引入了任意多分辨率多项式混沌(aMR-PC)的GSA,这是一种基于局部aPC的数据驱动多项式离散化。aMR-PC允许通过构造来减少Gibbs现象,并通过定位来获得更高的精度,同时也适用于较低的多项式次数。我们应用这些技术对描述自由流和多孔介质耦合系统中流体流动的Stokes-Darcy问题进行了敏感性分析。我们考虑了自由流动区的Stokes方程、多孔介质区的Darcy定律和流体-多孔界面的经典界面条件,包括质量守恒、法向力平衡和切向速度的Beavers-Josef条件。该耦合问题公式包含四个不确定参数:界面的准确位置、渗透率、Beavers-Joseph滑移系数和边界条件的不确定性。我们使用aMR-PC展开的Sobol指数对耦合模型的这些参数进行了敏感性分析,并进行了相应的数值模拟。

MSC公司:

76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
65立方米 随机微分和积分方程的数值解
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
第76天07 斯托克斯和相关(Oseen等)流量
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
35问题35 与流体力学相关的PDE

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