This work leverages laser vibrometry and the weak form of the sparse identification of nonlinear dynamics (WSINDy) for partial differential equations to learn macroscale governing equations from full-field experimental data. In the experiments, two beam-like specimens, one aluminum and one IDOX/Estane composite, are subjected to shear wave excitation in the low frequency regime and the response is measured in the form of particle velocity on the specimen surface. The WSINDy for PDEs algorithm is applied to the resulting spatio-temporal data to discover the effective dynamics of the specimens from a family of potential PDEs. The discovered PDE is of the recognizable Euler-Bernoulli beam model form, from which the Young's modulus for the two materials are estimated. An ensemble version of the WSINDy algorithm is also used which results in information about the uncertainty in the PDE coefficients and Young's moduli. The discovered PDEs are also simulated with a finite element code to compare against the experimental data with reasonable accuracy. Using full-field experimental data and WSINDy together is a powerful non-destructive approach for learning unknown governing equations and gaining insights about mechanical systems in the dynamic regime.


翻译:本研究结合激光测振技术与非线性动力学稀疏辨识弱形式方法,从全场实验数据中学习宏观控制方程。实验中,对两个梁状试样(一个铝材和一个IDOX/Estane复合材料)施加低频剪切波激励,并以试样表面粒子速度形式测量响应。将适用于偏微分方程的WSINDy算法应用于所得时空数据,从潜在偏微分方程族中发现试样的有效动力学方程。所发现的偏微分方程具有可识别的欧拉-伯努利梁模型形式,据此估算出两种材料的杨氏模量。同时采用集成版WSINDy算法,获得偏微分方程系数与杨氏模量的不确定性信息。通过有限元代码对发现的偏微分方程进行仿真模拟,与实验数据对比显示出合理精度。结合全场实验数据与WSINDy方法,为动态工况下机械系统的未知控制方程学习和机理认知提供了一种强有力的非破坏性研究途径。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
【博士论文】已对齐 AI 系统的持续脆弱性
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:47
潜空间综述:基础、演化、机制、能力与展望
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:42
《人工智能时代的国防工业政策》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:39
《2026年美国/以色列-伊朗冲突》
专知会员服务
5+阅读 · 今天1:30
《美国与伊朗的冲突》美国会服务处报告
专知会员服务
5+阅读 · 今天1:27
美国对伊朗军事行动:弹药与反导
专知会员服务
6+阅读 · 今天1:25
超越技术:伊朗冲突中的“战争方式”
专知会员服务
13+阅读 · 4月1日
军事决策大语言模型综合评价基准
专知会员服务
11+阅读 · 4月1日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员