論文の概要: Learning to Predict Structural Vibrations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.05469v3
- Date: Fri, 22 Mar 2024 16:49:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-25 22:49:51.956737
- Title: Learning to Predict Structural Vibrations
- Title(参考訳): 構造振動予測の学習
- Authors: Jan van Delden, Julius Schultz, Christopher Blech, Sabine C. Langer, Timo Lüddecke,
- Abstract要約: 飛行機、車、家屋などの機械構造では、騒音が発生し振動によって伝達される。
このノイズを低減させるためには、高価な数値計算で振動をシミュレートする必要がある。
本稿では,高調波励起板の振動予測に関するベンチマークを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.4746345679821617
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: In mechanical structures like airplanes, cars and houses, noise is generated and transmitted through vibrations. To take measures to reduce this noise, vibrations need to be simulated with expensive numerical computations. Surrogate deep learning models present a promising alternative to classical numerical simulations as they can be evaluated magnitudes faster, while trading-off accuracy. To quantify such trade-offs systematically and foster the development of methods, we present a benchmark on the task of predicting the vibration of harmonically excited plates. The benchmark features a total of 12000 plate geometries with varying forms of beadings, material and sizes with associated numerical solutions. To address the benchmark task, we propose a new network architecture, named Frequency-Query Operator, which is trained to map plate geometries to their vibration pattern given a specific excitation frequency. Applying principles from operator learning and implicit models for shape encoding, our approach effectively addresses the prediction of highly variable frequency response functions occurring in dynamic systems. To quantify the prediction quality, we introduce a set of evaluation metrics and evaluate the method on our vibrating-plates benchmark. Our method outperforms DeepONets, Fourier Neural Operators and more traditional neural network architectures. Code, dataset and visualizations: https://eckerlab.org/code/delden2023_plate
- Abstract(参考訳): 飛行機、車、家屋などの機械構造では、騒音が発生し振動によって伝達される。
このノイズを低減させるためには、高価な数値計算で振動をシミュレートする必要がある。
サーロゲート深層学習モデルは、古典的な数値シミュレーションに代わる有望な代替手段を提供する。
このようなトレードオフを体系的に定量化し,手法の開発を促進するために,調和的に励起されたプレートの振動を予測する作業に関するベンチマークを提示する。
ベンチマークでは、ビーディング、材料、大きさの異なる12,000のプレートのジオメトリーと関連する数値解が特徴である。
そこで本研究では,プレート測地を特定の励起周波数の振動パターンにマッピングするように訓練した,周波数クエリ演算子という新しいネットワークアーキテクチャを提案する。
演算子学習と暗黙モデルによる形状符号化の原理を応用し、動的システムで発生する高可変周波数応答関数の予測を効果的に適用する。
予測品質を定量化するために,評価指標のセットを導入し,振動板ベンチマーク上で評価を行う。
提案手法は,DeepONets,Fourier Neural Operatorsおよび従来型ニューラルネットワークアーキテクチャよりも優れている。
コード、データセット、視覚化:https://eckerlab.org/code/delden2023_plate
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