The Finite Element Method (FEM) is the gold standard for spatial discretization in numerical simulations for a wide spectrum of real-world engineering problems. Prototypical areas of interest include linear heat transfer and linear structural dynamics problems modeled with partial differential equations (PDEs). While different algorithms for direct integration of the equations of motion exist, exploring all feasible behaviors for varying loads, initial states and fluxes in models with large numbers of degrees of freedom remains a challenging task. In this article we propose a novel approach, based in set propagation methods and motivated by recent advances in the field of Reachability Analysis. Assuming a set of initial states and inputs, the proposed method consists in the construction of a union of sets (flowpipe) that enclose the infinite number of solutions of the spatially discretized PDE. We present the numerical results obtained in five examples to illustrate the capabilities of our approach, and compare its performance against reference numerical integration methods. We conclude that, for problems with single known initial conditions, the proposed method is accurate. For problems with uncertain initial conditions included in sets, the proposed method can compute all the solutions of the system more efficiently than numerical integration methods.


翻译:极致元素法(FEM)是数字模拟中空间分解的黄金标准,用于处理一系列广泛的现实世界工程问题。典型的兴趣领域包括线性热传输和以部分差异方程式(PDEs)为模型的线性结构动态问题。虽然存在直接整合运动方程式的不同算法,但探索不同负荷、初始状态和大量自由度模型通量的所有可行行为仍是一项具有挑战性的任务。在本篇文章中,我们提出了一个基于设定传播方法并受可及性分析领域最近进展的驱动的新办法。假设一套初步状态和投入,拟议方法包括构建一组集成(流式),其中包含空间分解式PDE的无限数量的解决办法。我们用五个例子来介绍我们的方法的能力,并将其性能与参考数字集成方法进行比较。我们的结论是,对于单一已知初始条件的问题,拟议方法是准确的。对于各种初始条件尚不确定的问题,拟议方法可以比数字集成的方法更高效地对系统的所有解决办法进行配置。

0
下载
关闭预览

相关内容

Integration:Integration, the VLSI Journal。 Explanation:集成,VLSI杂志。 Publisher:Elsevier。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/integration/
机器人运动轨迹的模仿学习综述
专知会员服务
41+阅读 · 2021年6月8日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
计算机类 | PLDI 2020等国际会议信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月8日
计算机 | IUI 2020等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年6月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
8+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年11月27日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月15日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月30日
VIP会员
相关VIP内容
机器人运动轨迹的模仿学习综述
专知会员服务
41+阅读 · 2021年6月8日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
计算机类 | PLDI 2020等国际会议信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月8日
计算机 | IUI 2020等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年6月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
大数据 | 顶级SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
10+阅读 · 2018年12月29日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
8+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年11月27日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员