We present a machine learning framework that blends image super-resolution technologies with passive, scalar transport in the level-set method. Here, we investigate whether we can compute on-the-fly, data-driven corrections to minimize numerical viscosity in the coarse-mesh evolution of an interface. The proposed system's starting point is the semi-Lagrangian formulation. And, to reduce numerical dissipation, we introduce an error-quantifying multilayer perceptron. The role of this neural network is to improve the numerically estimated surface trajectory. To do so, it processes localized level-set, velocity, and positional data in a single time frame for select vertices near the moving front. Our main contribution is thus a novel machine-learning-augmented transport algorithm that operates alongside selective redistancing and alternates with conventional advection to keep the adjusted interface trajectory smooth. Consequently, our procedure is more efficient than full-scan convolutional-based applications because it concentrates computational effort only around the free boundary. Also, we show through various tests that our strategy is effective at counteracting both numerical diffusion and mass loss. In simple advection problems, for example, our method can achieve the same precision as the baseline scheme at twice the resolution but at a fraction of the cost. Similarly, our hybrid technique can produce feasible solidification fronts for crystallization processes. On the other hand, tangential shear flows and highly deforming simulations can precipitate bias artifacts and inference deterioration. Likewise, stringent design velocity constraints can limit our solver's application to problems involving rapid interface changes. In the latter cases, we have identified several opportunities to enhance robustness without forgoing our approach's basic concept.


翻译:我们提出了一个机器学习框架, 将图像超分辨率技术与被动的、 加速的地面轨迹混合在一起。 在此, 我们调查我们是否可以在移动前方附近选择的悬崖, 在一个单一的时间框架内, 进行局部水平设置、 速度和定位的校正数据。 因此, 我们的主要贡献是一个全新的机器学习增强的运输算法, 与半Lagrangian 配方一起进行有选择性的重新校正和交替, 以保持调整后的界面轨迹的平滑。 因此, 我们引入了一个测量错误的多层透视。 这个神经网络的作用是改善数字上估计的地面轨迹。 为了做到这一点, 它处理本地化的定值、 速度和定位数据, 在一个单一的时间框架内, 处理本地化的定值、 速度和位置上的定值限制数据流。 我们的策略在快速化过程中, 能够有效地抑制我们的数据流的精确度, 并且可以提高我们的数据流的精确度, 并且可以提高我们的数据流的精确度, 。

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