Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > math > arXiv:2504.05443

帮助 | 高级搜索

数学 > 数值分析

arXiv:2504.05443 (math)
[提交于 2025年4月7日 (v1) ,最后修订 2025年4月11日 (此版本, v2)]

标题: 基于扩散模型的流体力学非配对超分辨率研究

标题: Diffusion-based Models for Unpaired Super-resolution in Fluid Dynamics

Authors:Wuzhe Xu, Yulong Lu, Lian Shen, Anqing Xuan, Ali Barzegari
摘要: 高保真、高分辨率的数值模拟对于研究流体力学中的复杂多尺度现象(如湍流和海洋波浪)至关重要。 然而,使用高分辨率求解器进行直接数值模拟在计算上是不可行的。 作为替代方案,超分辨率技术能够增强低保真、低分辨率的模拟。 然而,传统的超分辨率方法依赖于配对的低保真、低分辨率和高保真、高分辨率数据集进行训练,在复杂的流动系统中通常无法获取此类配对数据集。 为了解决这一挑战,我们提出了一种新颖的两步法,无需配对数据集。 首先,我们在低分辨率水平上使用增强去噪扩散隐式桥进行非配对域转换。 此过程将低保真、低分辨率的输入转换为高保真、低分辨率的输出,并提供理论分析以突出这种基于增强扩散的方法的优势。 其次,我们采用级联的通过重复细化实现超分辨率模型来将高保真、低分辨率的预测放大到高分辨率结果。 我们在三个流体力学问题中展示了我们的方法的有效性。 此外,通过结合神经算子学习系统动态,我们的方法可以扩展到改进低保真、低分辨率数据的演化模拟。
摘要: High-fidelity, high-resolution numerical simulations are crucial for studying complex multiscale phenomena in fluid dynamics, such as turbulent flows and ocean waves. However, direct numerical simulations with high-resolution solvers are computationally prohibitive. As an alternative, super-resolution techniques enable the enhancement of low-fidelity, low-resolution simulations. However, traditional super-resolution approaches rely on paired low-fidelity, low-resolution and high-fidelity, high-resolution datasets for training, which are often impossible to acquire in complex flow systems. To address this challenge, we propose a novel two-step approach that eliminates the need for paired datasets. First, we perform unpaired domain translation at the low-resolution level using an Enhanced Denoising Diffusion Implicit Bridge. This process transforms low-fidelity, low-resolution inputs into high-fidelity, low-resolution outputs, and we provide a theoretical analysis to highlight the advantages of this enhanced diffusion-based approach. Second, we employ the cascaded Super-Resolution via Repeated Refinement model to upscale the high-fidelity, low-resolution prediction to the high-resolution result. We demonstrate the effectiveness of our approach across three fluid dynamics problems. Moreover, by incorporating a neural operator to learn system dynamics, our method can be extended to improve evolutionary simulations of low-fidelity, low-resolution data.
主题: 数值分析 (math.NA) ; 流体动力学 (physics.flu-dyn)
MSC 类: 65C60, 65M22, 65M50, 68T07, 76F55
引用方式: arXiv:2504.05443 [math.NA]
  (或者 arXiv:2504.05443v2 [math.NA] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.05443
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Wuzhe Xu [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 4 月 7 日 19:08:28 UTC (3,687 KB)
[v2] 星期五, 2025 年 4 月 11 日 17:54:44 UTC (3,687 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.NA
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-04
切换浏览方式为:
cs
math
math.NA
physics
physics.flu-dyn

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号