范德堡大學(xué)研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，將機器學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)流體模擬方法相結(jié)合，以提高計算流體動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性和效率。該技術(shù)將在2024年6月3日至5日在瑞士蘇黎世舉行的著名ACM PASC24會議上討論。

　　范德堡大學(xué)計算機科學(xué)副教授David Hyde將在會議上就論文“通過學(xué)習(xí)可壓縮流動來改進布辛尼斯克流動模擬?！卑l(fā)表演說，而該論文的第一作者是范德堡計算機科學(xué)二年級博士生Nurshat Mangnike。

　　該研究組表示，論文試圖解決的主要問題是模擬復(fù)雜的流體流動可能需要求解可壓縮歐拉方程 (compressible Euler equations)，因為這種計算成本很高。為了準(zhǔn)確地模擬和預(yù)測復(fù)雜的流體運動，通常需要使用稱為可壓縮歐拉方程的數(shù)學(xué)方程。這些方程描述了流體的速度、壓力和密度如何隨時間和空間變化，并考慮了可壓縮性，即，流體在不同壓力條件下改變密度的能力的影響。求解這些方程在計算上非常復(fù)雜且耗時，為了緩解這一問題，他們使用訓(xùn)練過的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來校正更高效的布辛尼斯克近似方程 (Boussinesq approximation) 的結(jié)果，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能學(xué)習(xí)布辛尼斯克流動模擬和可壓縮流動模擬之間的差異。

　　Hyde說，“事實證明，這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理時間可以忽略不計。所以，我們得到了兩全其美的結(jié)果：一個計算效率高且?guī)缀跖c傳統(tǒng)可壓縮流動求解器一樣準(zhǔn)確的流體模擬算法。我們只在一小類問題上訓(xùn)練了網(wǎng)絡(luò)并測試了我們的方法，但我們相信這種方法可以應(yīng)用于各種流體模擬挑戰(zhàn)。”

　　Mangnike表示，能夠在會議上展示這篇論文是一種榮譽?！霸谌绱耸茏鹁吹恼搲险故疚覀兊墓ぷ黩炞C了我們創(chuàng)新方法的有效性。這個榮譽不僅激勵我們繼續(xù)努力，也是一個與全球科學(xué)界分享我們見解的機會，促進進一步的研究和合作?！?/p>

　　PASC會議系列是一個國際性和跨學(xué)科的平臺，旨在交流科學(xué)計算和計算科學(xué)的知識，重點關(guān)注方法、工具、算法、工作流程、應(yīng)用挑戰(zhàn)和高性能計算科學(xué)應(yīng)用中的新技術(shù)。

　　Hyde將做此次演講，并獲得了ACM SIGHPC贊助的競爭性差旅獎。

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