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一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法技术

技术编号:41554359 阅读:15 留言:0更新日期:2024-06-06 23:40
本发明专利技术公开了一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,包括生成深度自由卷积网络模型多精度流场训练验证测试数据、设计自由卷积算子、搭建深度自由卷积网络模型、设计流场数据特征与训练损失函数。该模型的输入数据特征包含不同的边界信息以提升模型对不同边界条件作用于流场结果的理解;模型构成为全卷积神经网络,可以适应不同大小的网格数据,其中卷积层为自由卷积与普通卷积结合;模型输出为流场的多个高精度物理量,模型训练的损失函数包含流场物理量标签约束、物理信息约束与边界条件约束;從而实现一种融入边界与物理约束并适应于加密的结构网格流场数据的高灵活性、感受野公平性与可解释性强的神经网络流场建模方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深度学习流场建模,更具体地,涉及融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法


技术介绍

1、近年来,各个传统领域通过结合深度学习的方式使得各行业得到了快速的发展,人工智能在流体力学中的应用深具潜力。计算流体力学有着十分悠久的历史,在航空航天航海等领域起着十分重要的作用,传统的流体力学模型通常基于连续介质假设,使用宏观连续方程来描述流体运动。然而,在某些情况下,这些宏观模型可能无法准确地预测细节信息,例如湍流、分离流等复杂现象。多精度流场建模旨在使用不同精度的模型来描述复杂的流体现象。其中,深度学习技术(如卷积神经网络等)在多精度流场建模中发挥了重要作用。

2、现有技术中,对于深度学习流场建模工作大都是借鉴于计算机视觉的原理与处理方式,数据的处理以及输入形式直接套用计算机视觉的方式,且没有考虑到流体力学的物理意义。在计算流体力学中结构网格常被用于离散化空间域,结构网格加密的方式可以解决数值计算上不同流动所需的不同空间离散分辨率,传统卷积算子被广泛用于图像像素间距固定的计算机视觉领域,其应用在加密的结构网格时会造成特征提取时的感受本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,其特征在于,包括生成深度自由卷积网络模型多精度流场训练验证测试数据、设计自由卷积算子、搭建深度自由卷积网络模型、设计流场数据特征与训练损失函数;包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,其特征在于:在步骤1)中低精度与高精度流场采用相同的计算条件,包括来流工况、边界条件与外形形状,求解器迭代残差收敛后将高低精度数据作为一对训练样本,低精度流场数据作为模型输入特征值,高精度流场数据作为模型输出标记值。

3.根据权利要求1所述的一种融合边界与物理约束的神经网络多精...

【技术特征摘要】

1.一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,其特征在于,包括生成深度自由卷积网络模型多精度流场训练验证测试数据、设计自由卷积算子、搭建深度自由卷积网络模型、设计流场数据特征与训练损失函数;包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,其特征在于:在步骤1)中低精度与高精度流场采用相同的计算条件,包括来流工况、边界条件与外形形状,求解器迭代残差收敛后将高低精度数据作为一对训练样本,低精度流场数据作为模型输入特征值,高精度流场数据作为模型输出标记值。

3.根据权利要求1所述的一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,其特征在于:在步骤2)中所述的自由卷积算子公式如下:

4.根据权利要求1所述的一种融合边界与物理约束的神经网络多精度流场建模方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:尧少波赵文文樊国超吴昌聚陈伟芳
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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