The Poisson equation is critical to get a self-consistent solution in plasma fluid simulations used for Hall effect thrusters and streamers discharges. Solving the 2D Poisson equation with zero Dirichlet boundary conditions using a deep neural network is investigated using multiple-scale architectures, defined in terms of number of branches, depth and receptive field. The latter is found critical to correctly capture large topological structures of the field. The investigation of multiple architectures, losses, and hyperparameters provides an optimum network to solve accurately the steady Poisson problem. Generalization to new resolutions and domain sizes is then proposed using a proper scaling of the network. Finally, found neural network solver, called PlasmaNet, is coupled with an unsteady Euler plasma fluid equations solver. The test case corresponds to electron plasma oscillations which is used to assess the accuracy of the neural network solution in a time-dependent simulation. In this time-evolving problem, a physical loss is necessary to produce a stable simulation. PlasmaNet is then benchmarked on meshes with increasing number of nodes, and compared with an existing solver based on a standard linear system algorithm for the Poisson equation. It outperforms the classical plasma solver, up to speedups 700 times faster on large meshes. PlasmaNet is finally tested on a more complex case of discharge propagation involving chemistry and advection. The guidelines established in previous sections are applied to build the CNN to solve the same Poisson equation but in cylindrical coordinates. Results reveal good CNN predictions with significant speedup. These results pave the way to new computational strategies to predict unsteady problems involving a Poisson equation, including configurations with coupled multiphysics interactions such as in plasma flows.


翻译:Poisson 方程式对于在用于 Hall 效果推进器和流流体排放的等离子体液模拟中找到一个自我一致的解决方案至关重要。 使用深神经网络来用深神经网络用零 Dirichlet 边界条件解决 2D Poisson 方程式。 使用一个不稳定的 Euler 等离子体等离子方程式来调查使用深神经网络 。 发现后者对于正确捕捉外地的大型表层结构至关重要。 对多个结构、 损耗和超参数的调查为准确解决稳健的 Poisson 方程式问题提供了一个最佳的网络。 然后, 使用适当的网络缩放来建议对新分辨率和域大小进行概括化。 最后, 找到一个神经网络解分解的解码, 称为 Plasmanet, 与一个不固定的 Euler 等离子流等离子体等离子体等离子方程式解解算法解算法不固定的模型相匹配。 在一次时间模拟中, 将前等离子流中, 平流的解解解解解流中, 和流中, 直流中, 直流中, 直径网络流中, 直径解的解的解路路路路路路路路路路路路路路路路路路路路。

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/
【Cell】神经算法推理,Neural algorithmic reasoning
专知会员服务
28+阅读 · 2021年7月16日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
“CVPR 2020 接受论文列表 1470篇论文都在这了
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
下载 | 最优化算法鸟视解读
专知
54+阅读 · 2018年12月17日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
Arxiv
5+阅读 · 2021年2月8日
VIP会员
相关资讯
“CVPR 2020 接受论文列表 1470篇论文都在这了
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
下载 | 最优化算法鸟视解读
专知
54+阅读 · 2018年12月17日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员