Flow field reconstruction from sparse sensor measurements with physics-informed neural networks

物理 人工神经网络 流量(数学) 领域(数学) 统计物理学 机械 人工智能 数学 计算机科学 纯数学
作者
M. Hosseini,Yousef Shiri
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (7) 被引量:27
标识
DOI:10.1063/5.0211680
摘要

In the realm of experimental fluid mechanics, accurately reconstructing high-resolution flow fields is notably challenging due to often sparse and incomplete data across time and space domains. This is exacerbated by the limitations of current experimental tools and methods, which leave critical areas without measurable data. This research suggests a feasible solution to this problem by employing an inverse physics-informed neural network (PINN) to merge available sparse data with physical laws. The method's efficacy is demonstrated using flow around a cylinder as a case study, with three distinct training sets. One was the sparse velocity data from a domain, and the other two datasets were limited velocity data obtained from the domain boundaries and sensors around the cylinder wall. The coefficient of determination (R2) coefficient and mean squared error (RMSE) metrics, indicative of model performance, have been determined for the velocity components of all models. For the 28 sensors model, the R2 value stands at 0.996 with an associated RMSE of 0.0251 for the u component, while for the v component, the R2 value registers at 0.969, accompanied by an RMSE of 0.0169. The outcomes indicate that the method can successfully recreate the actual velocity field with considerable precision with more than 28 sensors around the cylinder, highlighting PINN's potential as an effective data assimilation technique for experimental fluid mechanics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
3秒前
852应助shen采纳,获得10
4秒前
Wenshan完成签到,获得积分20
5秒前
yulk完成签到,获得积分10
6秒前
ddd发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
淀粉肠完成签到 ,获得积分10
7秒前
开放草莓发布了新的文献求助10
7秒前
leeshho完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
Akim应助胡舒阳采纳,获得10
11秒前
大个应助小谢同学采纳,获得10
11秒前
12秒前
天真的人英完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
喜欢看神仙打架完成签到,获得积分10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
怕黑向秋发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
zhuzhu完成签到,获得积分10
18秒前
雪白的稀发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI6.1应助Wenshan采纳,获得10
19秒前
曲书文完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
打打应助顶级科学家采纳,获得10
19秒前
Hello应助124_dfs采纳,获得10
21秒前
wxy完成签到,获得积分10
22秒前
ZSS完成签到,获得积分10
23秒前
wanci应助喜欢看神仙打架采纳,获得10
24秒前
jolt完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
王小乔完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
26秒前
26秒前
大力的南琴完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5737113
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5371030
关于积分的说明 15334920
捐赠科研通 4880851
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2623064
邀请新用户注册赠送积分活动 1571894
关于科研通互助平台的介绍 1528752