计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年1月6日
]
标题: 基于偏微分方程的机器学习流体力学建模数据前向生成方法
标题: Method of data forward generation with partial differential equations for machine learning modeling in fluid mechanics
摘要: 人工智能(AI)在流体力学中的应用已成为一个有吸引力的课题。高保真数据是人工智能在流体力学中成功应用的关键问题之一,然而,它获取成本高昂甚至无法获得。本研究提出了一种从偏微分方程(PDEs)中高效生成数据的方法。具体来说,首先根据随机场(例如高斯随机场,GRF,计算复杂度 O(NlogN),N 是空间点的数量)或物理定律(例如某种谱,计算复杂度 O(NM),M 是模式数)生成 PDEs 的解,然后计算源项、边界条件和初始条件以满足 PDEs。因此,可以构建源项、边界条件和初始条件与相应 PDEs 解的数据对。分别提出了嵌入投影方法中的泊松神经网络(Poisson-NN)和嵌入多网格数值模拟中的小波变换卷积神经网络(WTCNN),用于求解不可压缩纳维-斯托克斯方程。验证了生成的数据在训练 Poisson-NN 和 WTCNN 中的可行性。结果表明,即使没有任何 DNS 数据,生成的数据也可以训练这两个模型,具有出色的泛化能力和准确性。遵循物理定律生成的数据比遵循 GRF 生成的数据在收敛速度、泛化能力和准确性方面有显著提升。
文献和引用工具
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
推荐器和搜索工具
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.