Recently, surrogate models based on deep learning have attracted much attention for engineering analysis and optimization. As the construction of data pairs in most engineering problems is time-consuming, data acquisition is becoming the predictive capability bottleneck of most deep surrogate models, which also exists in surrogate for thermal analysis and design. To address this issue, this paper develops a physics-informed convolutional neural network (CNN) for the thermal simulation surrogate. The network can learn a mapping from heat source layout to the steady-state temperature field without labeled data, which equals solving an entire family of partial difference equations (PDEs). To realize the physics-guided training without labeled data, we employ the heat conduction equation and finite difference method to construct the loss function. Since the solution is sensitive to boundary conditions, we properly impose hard constraints by padding in the Dirichlet and Neumann boundary conditions. In addition, the neural network architecture is well-designed to improve the prediction precision of the problem at hand, and pixel-level online hard example mining is introduced to overcome the imbalance of optimization difficulty in the computation domain. The experiments demonstrate that the proposed method can provide comparable predictions with numerical method and data-driven deep learning models. We also conduct various ablation studies to investigate the effectiveness of the network component and training methods proposed in this paper.


翻译:最近,基于深层学习的代用模型吸引了对工程分析和优化的极大关注。由于大多数工程问题的数据配对的构建耗时,数据获取正在成为最深的代用模型的预测能力瓶颈,这种模型也存在于热分析和设计的代用模型中。为了解决这一问题,本文件为热模拟代用模型开发了一个物理知情的进化神经网络(CNN ) 。网络可以从热源布局到稳定状态温度场进行测绘,而没有标签数据,这等于解决全组部分差异方程式(PDEs),为了在没有标签数据的情况下实现物理指导培训,我们使用热导方程式和有限差异法来构建损失功能。由于解决方案对边界条件很敏感,我们适当地设置了一个物理知情的进化神经网络网络网络网络网络(CNN ), 此外,神经网络结构的设计非常完善, 以提高手头问题的预测精确度, Pixel 级别的在线硬模范式采矿(Pixel ) 提供了在深层计算网络中克服优化难度的方法。我们还运用了计算模型, 以数字分析方法, 演示了计算模型, 和计算模型的模拟方法可以提供可比较化的计算模型。我们用数字分析方法, 研究。我们提出的数字分析方法可以提供可比较的模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7日
【ICML 2020 】小样本学习即领域迁移
专知会员服务
78+阅读 · 2020年6月26日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
156+阅读 · 2020年5月26日
【ICML 2020 】小样本学习即领域迁移
专知
5+阅读 · 2020年6月26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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡一分钟】基于建筑立面对称性的语义分析(3dv-56)
泡泡机器人SLAM
3+阅读 · 2018年3月14日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
19+阅读 · 2018年6月27日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月20日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关VIP内容
专知会员服务
55+阅读 · 2020年9月7日
【ICML 2020 】小样本学习即领域迁移
专知会员服务
78+阅读 · 2020年6月26日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
156+阅读 · 2020年5月26日
相关资讯
【ICML 2020 】小样本学习即领域迁移
专知
5+阅读 · 2020年6月26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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡一分钟】基于建筑立面对称性的语义分析(3dv-56)
泡泡机器人SLAM
3+阅读 · 2018年3月14日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员