論文の概要: A Physics-Informed Machine Learning Approach for Solving Heat Transfer
Equation in Advanced Manufacturing and Engineering Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.02011v1
- Date: Mon, 28 Sep 2020 18:53:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-13 22:15:21.455318
- Title: A Physics-Informed Machine Learning Approach for Solving Heat Transfer
Equation in Advanced Manufacturing and Engineering Applications
- Title(参考訳): 物理インフォームド機械学習による高度製造・工学応用における伝熱方程式の解法
- Authors: Navid Zobeiry, Keith D. Humfeld
- Abstract要約: 導電性熱伝達偏微分方程式(PDE)を解くために物理インフォームドニューラルネットワークを開発した。
部品をオーブンで加熱する製造や工学の用途で用いられる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.04585143845864
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A physics-informed neural network is developed to solve conductive heat
transfer partial differential equation (PDE), along with convective heat
transfer PDEs as boundary conditions (BCs), in manufacturing and engineering
applications where parts are heated in ovens. Since convective coefficients are
typically unknown, current analysis approaches based on trial and error finite
element (FE) simulations are slow. The loss function is defined based on errors
to satisfy PDE, BCs and initial condition. An adaptive normalizing scheme is
developed to reduce loss terms simultaneously. In addition, theory of heat
transfer is used for feature engineering. The predictions for 1D and 2D cases
are validated by comparing with FE results. It is shown that using engineered
features, heat transfer beyond the training zone can be predicted. Trained
model allows for fast evaluation of a range of BCs to develop feedback loops,
realizing Industry 4.0 concept of active manufacturing control based on sensor
data.
- Abstract(参考訳): 導電性伝熱偏微分方程式(pde)と対流伝熱方程式(pdes)を境界条件(bcs)として解くために、オーブンで部品を加熱する製造・工学的応用法を開発した。
対流係数は典型的には未知であるため、試行錯誤有限要素(FE)シミュレーションに基づく現在の解析手法は遅い。
損失関数は、PDE、BC、初期条件を満たすエラーに基づいて定義される。
損失項を同時に減少させる適応正規化方式を開発した。
また、熱伝達理論は特徴工学にも用いられる。
1Dおよび2D症例の予測はFE結果との比較により検証した。
工学的特徴を用いて,トレーニングゾーンを越える熱伝達を予測できることが示されている。
トレーニングされたモデルは、センサーデータに基づくアクティブな製造制御という産業用4.0の概念を実現するために、一連のBCの迅速な評価を可能にする。
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