May, 2022

物理信息神经网络在流体仿真中的经验报告：陷阱与挫折

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TL;DR本文介绍了用 PINN（受物理启发的神经网络）作为传统求解器替代品解决 Navier-Stokes 方程的实验，并使用 2D 的 Taylor-Green 涡旋和圆柱流问题作为实验数据。结果表明，尽管 PINN 方法在 Taylor-Green 问题上表现良好，但在圆柱流问题上未能产生物理解。这表明 PINN 方法在无已知数据的情况下求解流动问题仍有待进一步探究。
发现论文，激发创造
  • 用于解决雷诺平均纳维尔 - 斯托克斯方程的受物理学指导的神经网络

    本文利用物理信息网络解决并识别局部微分方程组，应用此方法成功地解决了雷诺 - 平均纳维尔 - 斯托克斯方程，该方程适用于不可压的湍流流动，而且不需要特定的湍流模型或假设，并仅仅需要利用域边界数据来解决方程，研究结果表明该方法可以用于压力梯度强的层流，并且可以得到小于 1％的误差，同时对于湍流流动的模拟结果也非常准确。

    Jul, 2021

  • 物理学启发的神经网络（PINN）在流体力学中的应用：综述

    本文回顾了在流体力学问题中使用基于物理学的神经网络（PINNs）的方法，将数据和数学模型无缝集成。该方法可以用于求解涉及三维尾流、超音速流和生物流动等方面的逆向问题。

    May, 2021

  • 物理信息神经网络在涡 shedding 中的预测限制

    该论文研究物理驱动的神经网络（PINN）在预测不稳定流（特别是涡 shedding）时的局限性，表明 PINN 方法在数值上具有色散和扩散特性，需要更多的理论工作来分析其数值特性。

    May, 2023

  • 基于量子物理的神经网络用于复杂形状的计算流体力学模拟

    我们提出了一种使用混合的量子物理信息神经网络的方法，模拟了三维 Y 形混合器中的层流流体，该方法结合了量子模型的表达力和 PINN 的灵活性，与纯经典神经网络相比，精度提高了 21％。

    Apr, 2023

  • 使用基于物理信息的神经网络学习参数化 Navier-Stokes 方程的解

    我们利用物理信息神经网络（PINNs）来学习参数化 Navier-Stokes 方程（NSE）的解函数，并通过将参数作为 PINNs 的输入之一，将其与生成的数值解进行训练，以插值出一系列参数的解函数。通过比较不受约束的传统神经网络（NN）和考虑了 PDE 正则化的 PINNs 在流体力学预测上的效果，我们证明了我们提出的方法能够优化学习解函数，同时确保流体预测符合质量和动量守恒定律。

    Feb, 2024

  • 基于 RANS-PINN 的模拟替代模型用于预测湍流流场

    本文介绍了一种修改过的 PINN 框架 RANS-PINN，用于在高雷诺数的湍流流动条件下预测流场（即速度和压力），并采用一种新的训练方法来确保损失函数各组成部分的有效初始化和平衡。

    Jun, 2023

  • 多物理信息神经网络用于生物医学管道流动

    研究通过使用多种案例的 Physics-Informed Neural Networks (PINNs) 方法来计算生物医学管道流体动力学，并探讨网络架构、特定管道和正则化策略以优化计算结果。

    Sep, 2023

  • 面向实时训练的物理知情神经网络：超快超声血流成像的应用

    我们提出了 SeqPINN 和 SP-PINN 两种基于 PINN 的训练框架，用于求解含有定常流场的 Navier-Stokes 方程，实现了比原始设计的 PINN 更快的速度，并在恢复血流速度时分别达到 1.01 cm/s 和 1.91 cm/s 的 RMSE 值（在直通血管上），以及 1.26 cm/s 和 2.56 cm/s 的 RMSE 值（在三叉血管上）。

    Sep, 2023

  • 基于物理知识的神经网络在血流反问题中的应用

    利用 PINNs 方法从散射二维噪声测量中估计上行主动脉中的简化模型参数和全速度场，方法在模拟数据上表现出稳定且准确的参数估计，速度重建取决于测量质量和流动模式复杂性，可用于解决临床相关反问题和复杂耦合物理系统。

    Aug, 2023

  • 基于物理启发神经网络的压气机叶栅流动研究

    该研究首次利用物理信息神经网络（PINNs）方法预测压缩器叶片的流场，通过在正向和反向问题中融入 Navier-Stokes 方程，在正向问题中，相比深度神经网络（DNNs），PINNs 能更精确地预测流场，且在无部分边界条件的反向问题中，PINNs 比传统的 CFD 方法表现出明显优势，能仅依靠部分速度向量和壁压力信息成功重构压缩器叶片的流场，证明了 PINNs 作为一种有潜力的替代方法能提供给涡轮机械设计师更高的准确性。

    Jul, 2023