OpenFOAM+機器學習,要火到什么程度?


OpenFOAM+機器學習,要火到什么程度?


之前看機器學習+CFD的文章都是不明不白的 。因為做CFD的大部分就是做CFD的,做機器學習的只做機器學習 。兩者都搞清楚,需要二者都了解 。
這幾天看到一個論文挺有意思,至少講的比較清楚 。
作者們將OpenFOAM和Tensorflow捆綁起來,求解一些簡單的湍流模型 。并且結果非常好 。
OpenFOAM,是目前世界上最大的開源CFD軟件 。Tensorflow,Google出品,在機器學習領域絕對一流 。
OpenFOAM+Tensorflow,這簡直不火都不行啊 。
我們先看一下研究結果:
【OpenFOAM+機器學習,要火到什么程度?】
OpenFOAM+機器學習,要火到什么程度?


比如上圖中,頂上那個是機器學習預測出來的湍流粘度 。下面是CFD算出來的湍流粘度 ??雌饋矸浅?。
下面是數據圖,看起來都是非常吻合:
OpenFOAM+機器學習,要火到什么程度?


核心是,我從這篇文章中了解到了一些細節的東西 。
目前文章中的工作,主要是對湍流粘度進行的研究 。因此,文中首先通過CFD進行大量的數據計算,然后feed到機器學習中進行訓練,就可以通過機器學習來預測湍流粘度 。
在通過機器學習獲得湍流粘度之后,CFD這面求解就會減少若干湍流模型PDE的求解 。
剩下的通過OpenFOAM求解壓力速度耦合就行了 。
要注意:這篇文章中是OpenFOAM + Tensorflow,而不是把OpenFOAM扔了直接上TensorFlow,CFD目測還是需要占據60%的 。因為他們只是對湍流粘度進行了研究 。
同樣,留下來的問題就是整體來講,CFD+機器學習是否會減少計算時間?因為雖然減少了若干湍流模型PDE的求解,但是機器學習訓練還需要一段時間 。
作者們這樣rebuttal的:
整體上,針對不同的數據這種加速不好預測 。但我們可以肯定,在去掉湍流模型PDE之后,我們的速度壓力耦合求解可以調用更大的松弛因子 。
舉例,我們采用SpalartAllmaras模型計算湍流粘度的時候,大約需要3600個迭代步才能收斂 。
但我們采用機器學習訓練后的湍流粘度,只需要600多步就收斂了!松弛因子可以調用到0.9!
后來,我就有點春春欲動了!
歐天吶,親愛的克魯斯!這看起來是一個非常好的路子??!
對于那些外形基本固定,只需要微調的工業設備,先不談工業化,從科研的角度來講,貌似是一個非常火的點子 。
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