Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation by the numerical solution of the Navier-Stokes equations is an essential tool in a wide range of applications from engineering design to climate modeling. However, the computational cost and memory demand required by CFD codes may become very high for flows of practical interest, such as in aerodynamic shape optimization. This expense is associated with the complexity of the fluid flow governing equations, which include non-linear partial derivative terms that are of difficult solution, leading to long computational times and limiting the number of hypotheses that can be tested during the process of iterative design. Therefore, we propose DeepCFD: a convolutional neural network (CNN) based model that efficiently approximates solutions for the problem of non-uniform steady laminar flows. The proposed model is able to learn complete solutions of the Navier-Stokes equations, for both velocity and pressure fields, directly from ground-truth data generated using a state-of-the-art CFD code. Using DeepCFD, we found a speedup of up to 3 orders of magnitude compared to the standard CFD approach at a cost of low error rates.


翻译:纳维-斯托克方程式(CFD)的数值解算计算流体动态模拟(CFD)是从工程设计到气候建模等一系列应用中的一个基本工具,但是,CFD代码对于实际感兴趣的流动(如空气动力形状优化)所要求的计算成本和内存需求可能变得非常高,这与流体流调节方程式的复杂性有关,其中包括非线性部分衍生物条件,这些条件难以解决,导致计算时间过长,并限制在迭代设计过程中可以测试的假设数量。因此,我们提议,DeepCFD:基于共振神经网络的模型,能够有效地近似非单向稳定弧圆流问题的解决办法。拟议的模型能够学习关于速度和压力字段的纳维-斯托克斯方程式的完整解决方案,直接来自使用州级CFD代码生成的地面真相数据。我们用深CFD,发现在低成本方法下,速度高达3级级,比标准CFDD方针的低误率方法高出3级。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
专知会员服务
27+阅读 · 2021年5月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
9+阅读 · 2018年10月12日
论文分类
统计学习与视觉计算组
5+阅读 · 2018年3月13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
【推荐】图像分类必读开创性论文汇总
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年8月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月11日
Arxiv
7+阅读 · 2018年1月10日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
27+阅读 · 2021年5月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17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
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
9+阅读 · 2018年10月12日
论文分类
统计学习与视觉计算组
5+阅读 · 2018年3月13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
【推荐】图像分类必读开创性论文汇总
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年8月15日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员