We present a novel application of neural networks to design improved mixing elements for single-screw extruders. Specifically, we propose to use neural networks in numerical shape optimization to parameterize geometries. Geometry parameterization is crucial in enabling efficient shape optimization as it allows for optimizing complex shapes using only a few design variables. Recent approaches often utilize CAD data in conjunction with spline-based methods where the spline's control points serve as design variables. Consequently, these approaches rely on the same design variables as specified by the human designer. While this choice is convenient, it either restricts the design to small modifications of given, initial design features - effectively prohibiting topological changes - or yields undesirably many design variables. In this work, we step away from CAD and spline-based approaches and construct an artificial, feature-dense yet low-dimensional optimization space using a generative neural network. Using the neural network for the geometry parameterization extends state-of-the-art methods in that the resulting design space is not restricted to user-prescribed modifications of certain basis shapes. Instead, within the same optimization space, we can interpolate between and explore seemingly unrelated designs. To show the performance of this new approach, we integrate the developed shape parameterization into our numerical design framework for dynamic mixing elements in plastics extrusion. Finally, we challenge the novel method in a competitive setting against current free-form deformation-based approaches and demonstrate the method's performance even at this early stage.


翻译:我们展示了神经网络的新应用,用于为单层挤压器设计经改进的混合元素。 具体地说, 我们提议使用数字形状的神经网络, 以数字形状优化来参数化地貌。 几何参数化对于实现高效形状优化至关重要, 因为它只允许使用几个设计变量来优化复杂形状。 最近的方法经常使用基于螺纹的螺旋控制点作为设计变量的CAD数据与基于样板的方法相结合。 因此, 这些方法依赖于与人类设计师指定的设计变量相同的设计变量。 虽然这种选择很方便, 但它要么将设计限制于对给定的初始设计功能进行小的修改 — 有效禁止表层变化, 或产生不理想的很多设计变量。 在此工作中, 我们远离 CAD 和基于样板化的方法, 并用一个有色调的神经网络来构建一个人工的、 地貌感知但低维度的优化空间空间空间。 使用神经网络来测量参数化, 将由此产生的设计空间的状态化方法扩展到用户描述某些基础形状的修改。 相反, 在早期的优化空间结构化空间中, 我们的外观中, 展示了我们当前构造的外观的外观的外观的外观, 我们的外观的外观的外观, 我们的外观的外观的外观的外观的外观的外观, 展示了我们的外观的外观的外观的外观的外观的外观的外观的外观的外观的外观的外观。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
170+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
100+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
Arxiv
11+阅读 · 2021年3月25日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员