Nonlinear finite element crash simulations are accurate but computationally expensive, limiting their use in iterative design optimisation. Machine-learning surrogate models based on graph neural networks (GNNs) offer a faster alternative. Message-passing GNNs are widely used for mesh simulation, and their shared node and edge update functions are relatively generalisable across varying graph structures. By contrast, non-shareable edge-specific aggregation layers can capture nonlinear relationships more accurately but usually require fixed graph connectivity, which limits generalisability. This paper presents Mask-Morph Graph U-Net (MMGUNet), a practical approach to addressing the limitation of hierarchical Graph U-Net architectures that use edge-specific downsampling and upsampling layers. Fixed coarse graph connectivity is required for edge-specific layers. To retain this while improving spatial correspondence, the proposed method morphs the coarsened graph hierarchy to each input mesh using feature-aligned barycentric parameterisation before constructing cross-graph edges. It further applies node masking during supervised pretraining, followed by parameter-efficient fine-tuning in which high-parameter edge-specific layers are frozen. The proposed approach is evaluated in in-distribution, out-of-distribution, and cross-component transfer settings using mean Euclidean distance and maximum intrusion percentage error. Results show that coarse-graph morphing improves test accuracy relative to a fixed-coarse-graph baseline, while masked supervised pretraining reduces the train-test discrepancy and improves data efficiency during transfer. The proposed model also achieves lower prediction error compared with external baselines. These results demonstrate a practical route toward reusable, data-efficient mesh-based surrogate modelling for crashworthiness design exploration.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

论文浅尝 | GMNN: Graph Markov Neural Networks
开放知识图谱
20+阅读 · 2020年2月14日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员