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用于耦合全阶和降阶模型的多保真计算
混合物理-机器学习模型越来越多地用于传输过程的模拟。许多与科学和工程应用相关的复杂多物理系统包括多个时空尺度，并包含一个多保真度问题，该问题在各种公式或异构计算实体之间共享一个接口。为此，我们提出了一种强大的混合分析和建模方法，结合基于物理的全阶模型 (FOM) 和数据驱动的降阶模型 (ROM)，形成混合保真度描述中面向预测数字孪生技术的集成方法的构建块。在界面上，我们引入了一个长短期记忆网络，以各种形式的界面误差校正或延长来桥接这些高保真度和低保真度模型。所提出的界面学习方法被测试为一种解决 ROM-FOM 耦合问题的新方法，使用双保真度设置解决非线性平流扩散流情况，该设置可以捕捉广泛传输过程的本质。
通过基于组件的降阶模型库实现数据驱动的基于物理的数字孪生
这项工作提出了一种方法，将基于组件的降阶模型库与贝叶斯状态估计相结合，以创建数据驱动的基于物理的数字孪生。降阶建模产生的基于物理的计算模型足够可靠，可用于预测数字孪生，同时仍然可以快速评估。与传统的整体模型降阶技术相比，基于组件的方法可以有效地扩展到大型复杂系统，并为快速模型自适应提供灵活且富有表现力的框架——这两者都是数字孪生环境中的关键特性。数据驱动的模型自适应和不确定性量化被表述为贝叶斯状态估计问题，其中传感器数据用于推断模型库中的哪些模型是数字孪生的最佳候选者。通过为 12 英尺翼展无人机开发数字孪生来展示这种方法。离线时，我们构建了一个原始和受损飞机部件库。在线时，我们使用结构传感器数据快速调整基于物理的飞机结构数字孪生。数据驱动的数字孪生使飞机能够根据结构损坏或退化动态地重新规划安全任务。
与 Hodgkin-Huxley 模型耦合的神经元-电极接口降阶模型
摘要 – 电极和神经元之间界面的电特性高度依赖于界面几何形状和其他参数。有限元模型在一定程度上可用于研究这些特性。不幸的是，这种模型在计算上非常昂贵。通过简化这些模型，可以减少计算时间。在这项工作中，我们使用基于 Krylov 子空间的模型降阶来简化电极-神经元界面的简化线性化有限元模型。这有助于在系统级耦合到 Hodgkin-Huxley 模型，并大大减少了计算时间。原始有限元模型的精度在很大程度上得以保留。关键词：神经元-电极界面，Hodgkin-Huxley 模型，模型降阶，有限元模型 1. 简介
通过基于组件的降阶模型和可解释的机器学习实现预测性数字孪生
这项工作开发了一种创建和更新数据驱动的基于物理的数字孪生的方法，并通过开发翼展 12 英尺的无人机的结构数字孪生来演示该方法。数字孪生由基于组件的降阶模型库构建，这些模型源自对飞行器在一系列原始和受损状态下的高保真有限元模拟。与传统的整体模型降阶技术相比，基于组件的方法可以有效扩展到大型复杂系统，并为快速模型自适应提供了灵活且富有表现力的框架——这两者都是数字孪生环境中的关键特性。数字孪生使用可解释的机器学习进行部署和更新。具体来说，我们使用最优树（一种最近开发的可扩展机器学习方法）来训练可解释的数据驱动分类器。在操作中，分类器将输入车辆传感器数据，然后推断模型库中哪些基于物理的简化模型最适合组成更新的数字孪生。在我们的示例用例中，数据驱动的数字孪生使飞机能够动态地重新规划安全任务，以应对结构损坏或退化。
基于 PCA 和 Kriging 的降阶模型在反应流应用数字孪生开发中的应用
详细燃烧系统的详细数值模拟需要大量的计算资源，这限制了它们在优化和不确定性量化研究中的使用。从有限数量的 CFD 模拟开始，可以使用一些详细的函数评估得出降阶模型。在本研究中，考虑将主成分分析 (PCA) 与克里金法相结合以识别准确的低阶模型。PCA 用于识别和分离系统的不变量，即 PCA 模式，而不是与特征操作条件相关的系数。然后使用克里金法找到这些系数的响应面。这导致了一个替代模型，允许以较低的计算成本执行参数探索。本文还介绍了经典 PCA 方法的变体，即局部和约束 PCA。该方法分别在 OpenSmoke++ 和 OpenFoam 生成的 1D 和 2D 火焰上进行了演示，并为其开发了精确的替代模型。
含两个不同分数阶RC梯形元件的分数阶电路分析
摘要：本研究在模拟以及使用分数阶电路的实际电气元件进行实验的背景下探讨了不同分数阶的课题。在研究适当参数的电阻电容 (RC) 梯形电路的两种解决方案时，考虑了电路的不同分数阶。基于连分数展开 (CFE) 近似法设计了两个分数阶 (非整数) 元件。对 CFE 方法本身进行了修改，以允许自由选择中心脉冲。还提出了在制作单个梯形电路时，如果没有具有程序指定参数的元件，则应通过串联或并联市售元件来获得它们。最后，使用状态空间方法对这种电路进行了理论分析，并通过实验进行了验证。
1 阶量子 Wasserstein 距离 IEEE ... - IRIS
摘要 — 我们提出了将 1 阶 Wasserstein 距离推广到 n 个量子态的建议。该建议恢复了正则基向量的汉明距离，更一般地恢复了正则基中对角量子态的经典 Wasserstein 距离。所提出的距离对于作用于一个量子态的量子位元的排列和幺正运算是不变的，并且对于张量积是可加的。我们的主要结果是冯·诺依曼熵关于所提距离的连续性界限，这显著加强了关于迹距离的最佳连续性界限。我们还提出了将 Lipschitz 常数推广到量子可观测量的建议。量子 Lipschitz 常数的概念使我们能够使用半定程序计算所提出的距离。我们证明了 Marton 传输不等式的量子版本和量子 Lipschitz 可观测量谱的量子高斯浓度不等式。此外，我们推导出浅量子电路的收缩系数和单量子信道的张量积相对于所提出的距离的界限。我们讨论了量子机器学习、量子香农理论和量子多体系统中的其他可能应用。
新阶式执行绩效 - 委员会 -
此外，通过实施新的关键要素和绩效要求，“确保[SES官员对总统和美国人民都适当责任的新绩效标准。这些新的关键要素和绩效要求评估了高级高级主管是否忠实地管理法律和总统的政策；高级主管是否维持建立原则，包括法律规定的平等和民主自治；高级主管是否表现出与总统的具体政策议程相吻合并提高与之保持一致的具体结果；以及高级主管和高级高管机构在评估总统管理议程，代理商战略计划，国会预算合理/年度绩效计划以及其他组织计划文件时的可衡量结果。