Projection‐based model reduction for the immersed boundary method
Projection‐based model reduction for the immersed boundary method
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基于投影的沉浸边界法模型简化
DOI：
10.1002/cnm.3558
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发表时间：
2021
影响因子：
2.1
通讯作者：
Hao, Wenrui
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Luo, Yushuang;Li, Xiantao;Hao, Wenrui
流体-结构相互作用是许多生物分子过程的核心，它们对计算和建模方法提出了巨大的挑战。在本文中，我们考虑浸入边界法（IBM）的生物流体系统，并减轻计算成本，我们采用降阶技术，以消除与大量的流体变量相关的自由度。我们展示了如何减少模型可以使用彼得罗夫-伽辽金投影和子空间，保持不可压缩性条件。更重要的是，降阶模型（ROM）被证明保持李雅普诺夫稳定性。我们还解决了实际问题的计算系数矩阵的ROM中使用插值技术。所提出的配方的效率和鲁棒性进行检查与测试的例子，从各种应用。
Fluid–structure interactions are central to many biomolecular processes, and they impose a great challenge for computational and modeling methods. In this paper, we consider the immersed boundary method (IBM) for biofluid systems, and to alleviate the computational cost, we apply reduced‐order techniques to eliminate the degrees of freedom associated with the large number of fluid variables. We show how reduced models can be derived using Petrov–Galerkin projection and subspaces that maintain the incompressibility condition. More importantly, the reduced‐order model (ROM) is shown to preserve the Lyapunov stability. We also address the practical issue of computing coefficient matrices in the ROM using an interpolation technique. The efficiency and robustness of the proposed formulation are examined with test examples from various applications.
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