范德堡大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，將機(jī)器學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)流體模擬方法相結(jié)合，以提高計(jì)算流體動(dòng)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(huì)議上討論。

　　范德堡大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授David Hyde將在會(huì)議上就論文“通過(guò)學(xué)習(xí)可壓縮流動(dòng)來(lái)改進(jìn)布辛尼斯克流動(dòng)模擬。”發(fā)表演說(shuō)，而該論文的第一作者是范德堡計(jì)算機(jī)科學(xué)二年級(jí)博士生Nurshat Mangnike。

　　該研究組表示，論文試圖解決的主要問(wèn)題是模擬復(fù)雜的流體流動(dòng)可能需要求解可壓縮歐拉方程 (compressible Euler equations)，因?yàn)檫@種計(jì)算成本很高。為了準(zhǔn)確地模擬和預(yù)測(cè)復(fù)雜的流體運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(jì)算上非常復(fù)雜且耗時(shí)，為了緩解這一問(wèn)題，他們使用訓(xùn)練過(guò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(dòng)模擬和可壓縮流動(dòng)模擬之間的差異。

　　Hyde說(shuō)，“事實(shí)證明，這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理時(shí)間可以忽略不計(jì)。所以，我們得到了兩全其美的結(jié)果：一個(gè)計(jì)算效率高且?guī)缀跖c傳統(tǒng)可壓縮流動(dòng)求解器一樣準(zhǔn)確的流體模擬算法。我們只在一小類問(wèn)題上訓(xùn)練了網(wǎng)絡(luò)并測(cè)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)?！?/p>

　　Mangnike表示，能夠在會(huì)議上展示這篇論文是一種榮譽(yù)?！霸谌绱耸茏鹁吹恼搲险故疚覀兊墓ぷ黩?yàn)證了我們創(chuàng)新方法的有效性。這個(gè)榮譽(yù)不僅激勵(lì)我們繼續(xù)努力，也是一個(gè)與全球科學(xué)界分享我們見(jiàn)解的機(jī)會(huì)，促進(jìn)進(jìn)一步的研究和合作?！?/p>

　　PASC會(huì)議系列是一個(gè)國(guó)際性和跨學(xué)科的平臺(tái)，旨在交流科學(xué)計(jì)算和計(jì)算科學(xué)的知識(shí)，重點(diǎn)關(guān)注方法、工具、算法、工作流程、應(yīng)用挑戰(zhàn)和高性能計(jì)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(jìng)爭(zhēng)性差旅獎(jiǎng)。

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