Data and physics-driven modeling for fluid flow with a physics-informed graph convolutional neural network

流体力学 物理 卷积神经网络 图形 人工神经网络 计算机科学 粒子物理学 人工智能 理论计算机科学 机械
作者
Jiang-Zhou Peng,Yue Hua,Nadine Aubry,Zhihua Chen,Mei Mei,Wei‐Tao Wu
出处
期刊:Ocean Engineering [Elsevier BV]
卷期号:301: 117551-117551
标识
DOI:10.1016/j.oceaneng.2024.117551
摘要

A physics-informed graph convolutional network (PINN-GCN) data-driven model was proposed to solve steady-state fluid flows with various geometries. A GCN guarantees a data-driven model that adapts to irregularly structured or unstructured mesh data. In addition, the mean squared residuals of the governing equations in partial differential forms and boundary conditions are introduced into the loss function of the network model, the Physics-Informed Neural Network (PINN) increases the knowledge of the physical rules of the model, enhances the model accuracy even with sparse training data. With nine training cases containing approximately 2000 spatial point data individually, PINN-GCN could accurately predict the physical flow field over a two-dimensional object of variable size, achieving above 98.6% for mean accuracy. With five training data cases, the model could predict flow over a cylinder with variable position, achieving above 98.2% for mean accuracy. Moreover, the PINN-GCN framework can produce high-resolution predictions, even with low-resolution field training data. Furthermore, the PINN-GCN prediction speed was approximately 1000 times faster than that of the numerical simulations. Thus, the proposed model can rapidly predict high-resolution flow fields using a physics-informed, grid- and geometry-adaptive, data-driven model.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
香蕉觅云应助Juskie采纳,获得10
1秒前
3秒前
白宝箱完成签到,获得积分20
7秒前
李爱国应助读书的时候采纳,获得10
7秒前
ymu发布了新的文献求助10
7秒前
余某人完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
活力翠霜完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
Zoe完成签到,获得积分10
12秒前
希望天下0贩的0应助larsy采纳,获得10
15秒前
16秒前
田様应助科研通管家采纳,获得30
16秒前
CAOHOU应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Bio应助科研通管家采纳,获得30
16秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得20
16秒前
凉凉应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
ED应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
凉凉应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
Bio应助科研通管家采纳,获得30
17秒前
hy完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
茉莉是个饱饱完成签到,获得积分10
21秒前
威武红酒完成签到 ,获得积分10
21秒前
CodeCraft应助吃猫的鱼采纳,获得10
22秒前
23秒前
水木流年完成签到,获得积分20
24秒前
科研通AI2S应助读书的时候采纳,获得10
26秒前
26秒前
无花果应助ymu采纳,获得10
26秒前
vlots应助Litchi采纳,获得30
27秒前
27秒前
培潮大王发布了新的文献求助10
29秒前
xide完成签到,获得积分10
29秒前
香蕉不言完成签到,获得积分20
30秒前
艾妮吗完成签到,获得积分10
31秒前
田瑞发布了新的文献求助10
32秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4023806
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3563777
关于积分的说明 11343658
捐赠科研通 3295140
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1814969
邀请新用户注册赠送积分活动 889599
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 813041