Reduced order ocean model using proper orthogonal decomposition



Título del documento: Reduced order ocean model using proper orthogonal decomposition
Revue: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000345212
ISSN: 0035-001X
Autores: 1
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3
Instituciones: 1Eindhoven University of Technology, Electrical Engineering Department, Eindhoven, North Brabant. Países Bajos
Año:
Periodo: Jun
Volumen: 55
Número: 3
Paginación: 185-191
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico, teórico
Resumen en español La descomposicion ortogonal propia (POD) es una tecnica eficiente para la reduccion de los modelos que describen procesos fısicos gobernados por ecuaciones diferenciales parciales. En este trabajo, se hace una reduccion de un modelo barotropico de circulacion costera del oceano mediante POD. Se construyen las funciones bases y los resultados de la aplicaci on de la reduccion mediante POD se compara con la solucion original del modelo barotropico. Los principales resultados son: 1) Se reproduce la variabilidad de la circulaci on barotropica obtenida con el modelo original con un sistema de baja dimension de orden 22, el cual se construye usando 15 aproximaciones y 7 funciones basicas de POD, 2) El error (RMS) del modelo mediante POD es del orden de 10¡4 y la correlaci´on entre los resultados del modelo original y los obtenidos mediante la aproximacion POD es mas de 0.99, 3) El tiempo (CPU) de obtencion de la solucion mediante POD es cinco veces menor que con el esquema original de solucion y 4) Es necesario construir modelos POD que retengan mas del 99% de la energıa del sistema para que estos sean aceptables
Resumen en inglés The proper orthogonal decomposition (POD) is shown to be an efficient model reduction technique for simulating physical processes governed by partial differential equations. In this paper, a POD reduced model of a barotropic ocean circulation for coastal region domains was made. The POD basis functions and the results from this POD model were constructed and compared with that of the original model. The main findings were: 1) the variability of the barotropic circulation obtained by the original model is well captured by a low dimensional system of order of 22, which is constructed using 15 snapshots and 7 leading POD basis functions; 2) the RMS errors for the POD model is of order 10¡4 and the correlations between the original results with that from the POD model of more than 0.99; 3) the CPU model time solution is reduced is five times less than the original one; and 4) it is necessary to retain modes that capture more than 99% of the energy is necessary in order to construct POD models yielding a high accuracy
Disciplinas: Física y astronomía,
Matemáticas
Palabras clave: Física,
Matemáticas puras,
Descomposición ortogonal propia,
Reducción del orden de modelos,
Modelo barotrópico,
Método de Galerkin
Keyword: Physics and astronomy,
Mathematics,
Physics,
Pure mathematics,
Proper orthogonal decomposition,
Reduced order model,
Barotropic model,
Galerkin method
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