大涡模拟中的深度强化学习用于湍流建模
使用基于物理原理的TensorFlow-net深度学习模型,可以准确预测高效非线性动力学物理场,并且满足保守质量、模拟湍流动能和频谱等物理特征。
Nov, 2019
采用端到端深度学习方法,提高了计算流体动力学中建模二维湍流流动的逼近精度,在直接数值模拟和大涡模拟中实现8-10倍于基线求解器的空间精度,具有40-80倍的计算速度加速,并保持稳定性,可适用于不同强度和涡量值的流量。
Jan, 2021
本文使用数据驱动的方法,应用前沿的深度学习技术模拟三维湍流,考虑流体的物理约束,并使用向量量化自编码器等方法降低数据维度,应用Transformer网络预测流体运动趋势,所得结果优于其他网络,但不能完美还原小幅动态。
Dec, 2021
本文提出了一种基于数据打造的学习框架,将理想大涡模拟和神经随机微分方程相结合,应用在一种具有挑战性的混沌动力学系统——雷诺数为20000的Kolmogorov流上,与其他方法相比,我们的 niLES 方法可以无缝处理非均匀几何结构,并可以处理更精确的统计数据和增强稳定性,特别是在长时间内的结果上.
Jun, 2023
利用可微分湍流解算器与受物理启发的深度学习架构的组合,学习出极为有效且多功能的二维湍流流动的亚网尺度模型;通过研究所选择的架构的归纳偏差分析,发现包含小尺度非局部特征对于效果良好的亚网尺度建模至关重要,而大尺度特征可以提高后验解场的点位准确性;通过分解输入与输出为各向同性、去除偏差以及反对称分量,将滤波速度梯度张量直接映射到亚网尺度应力。同时,验证模型可应用于多种不同流动配置,包括更高和更低雷诺数以及不同的施加条件。实验证明可微分物理的范例比离线的先验学习更加成功,并且深度学习的混合解算器循环方法在计算效率、准确性和泛化性方面提供了理想的平衡。该研究为基于物理的湍流智能感知方法提供了推荐建议。
Jul, 2023
我们提出了两个用于大涡模拟(LES)目的开发的次网格尺度(SGS)湍流模型家族。这些模型的发展需要以物理为基础的强大且高效的深度学习(DL)算法,与最先进的分析建模技术不同,该算法能够产生输入和输出之间的高阶复杂非线性关系。
Jul, 2023
基于强化学习(RL)的后验方法,我们提出了一种新颖的方法来开发与离散化一致的闭合方案,并将其应用于隐式滤波的大涡模拟(LES),其中诱导滤波核和闭合项根据网格和离散化算子的性质确定。优化的闭合模型实现了准确且一致的结果,甚至比经典最先进的模型在不同离散化和分辨率上表现更好。
Sep, 2023
本研究解决了流体动力学中高维特性对气动流动控制的挑战,尤其是在非线性强干扰响应下。提出了一种结合新型降阶模型的基于模型的强化学习方法,有效减少了训练所需的交互成本。研究表明,该方法在多种流动环境下具有稳健性和广泛适用性,并能够有效减小在气流扰动期间的升力变化。
Aug, 2024