Application of a mixed variable physics-informed neural network to solve the incompressible steady-state and transient mass, momentum, and energy conservation equations for flow over in-line heated tubes

层流 人工神经网络 有限体积法 计算流体力学 动量(技术分析) 物理 状态变量 应用数学 偏微分方程 压缩性 边值问题 机械 计算机科学 统计物理学 数学 数学分析 人工智能 热力学 经济 财务
作者
Ryno Laubscher,P.G. Rousseau
出处
期刊:Applied Soft Computing [Elsevier BV]
卷期号:114: 108050-108050 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.asoc.2021.108050
摘要

The prohibitive cost and low fidelity of experimental data in industry-scale thermofluid systems limit the usefulness of pure data-driven machine learning methods. Physics-informed neural networks (PINN) strive to overcome this by embedding the physics equations in the construction of the neural network loss function. In the present paper, the mixed-variable PINN methodology is applied to develop steady-state and transient surrogate models of incompressible laminar flow with heat transfer through a 2D internal domain with obstructions. Automatic spatial and temporal differentiation is applied to the partial differential equations for mass, momentum and energy conservation, and the residuals are included in the loss function, together with the boundary and initial values. Good agreement is obtained between the PINN and CFD results for both the steady-state and transient cases, but normalization of the PDEs proves to be crucial. Although this proves the ability of the PINN approach to solve multiple physics-based PDEs on a single domain, the PINN takes significantly longer to solve than the traditional finite volume numerical methods utilized in commercial CFD software.
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
molihuakai应助美丽的数据线采纳,获得10
刚刚
may完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
传奇3应助俊秀的芫采纳,获得10
1秒前
594完成签到,获得积分10
1秒前
脑洞疼应助生动的千柳采纳,获得30
2秒前
3秒前
3秒前
1111发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
kk发布了新的文献求助10
5秒前
不安听露完成签到 ,获得积分10
5秒前
现代的bb完成签到,获得积分10
6秒前
江渚发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
SCO发布了新的文献求助20
7秒前
工作热情仔应助1111采纳,获得50
7秒前
8秒前
彭于晏应助一期一采纳,获得30
9秒前
aaaaaaaaaaaa应助昏睡的蟠桃采纳,获得20
9秒前
小星星发布了新的文献求助10
9秒前
传奇3应助zzz采纳,获得10
10秒前
自由慕青发布了新的文献求助20
10秒前
11秒前
严小之完成签到,获得积分10
11秒前
赘婿应助如意的雅蕊采纳,获得10
12秒前
12秒前
研友_RLN4OZ发布了新的文献求助10
12秒前
自帮助完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
热心市民范女士完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
15秒前
xx完成签到 ,获得积分10
15秒前
cg完成签到,获得积分20
16秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 2030
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7576153
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9155745
关于积分的说明 19586634
捐赠科研通 7160259
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264915
关于科研通互助平台的介绍 2430082
邀请新用户注册赠送积分活动 2255502