論文の概要: Generative prediction of flow field based on the diffusion model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.00735v1
- Date: Sun, 30 Jun 2024 15:48:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 01:47:18.217089
- Title: Generative prediction of flow field based on the diffusion model
- Title(参考訳): 拡散モデルに基づく流れ場の生成予測
- Authors: Jiajun Hu, Zhen Lu, Yue Yang,
- Abstract要約: 本稿では, 障害物形状の入力を利用して, 障害物を過ぎる流れ場を予測する形状と流れの拡散モデルを提案する。
我々は,円,楕円,矩形,三角形などの単純な障害物を流れる流れのデータセットを用いてモデルを訓練する。
単純かつ複雑なジオメトリーを持つ障害物を過ぎる流れにおいて、ジオメトリーとジオメトリー条件の補間を表現して試験を行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.094115138998745
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a geometry-to-flow diffusion model that utilizes the input of obstacle shape to predict a flow field past the obstacle. The model is based on a learnable Markov transition kernel to recover the data distribution from the Gaussian distribution. The Markov process is conditioned on the obstacle geometry, estimating the noise to be removed at each step, implemented via a U-Net. A cross-attention mechanism incorporates the geometry as a prompt. We train the geometry-to-flow diffusion model using a dataset of flows past simple obstacles, including the circle, ellipse, rectangle, and triangle. For comparison, the CNN model is trained using the same dataset. Tests are carried out on flows past obstacles with simple and complex geometries, representing interpolation and extrapolation on the geometry condition, respectively. In the test set, challenging scenarios include a cross and characters `PKU'. Generated flow fields show that the geometry-to-flow diffusion model is superior to the CNN model in predicting instantaneous flow fields and handling complex geometries. Quantitative analysis of the model accuracy and divergence in the fields demonstrate the high robustness of the diffusion model, indicating that the diffusion model learns physical laws implicitly.
- Abstract(参考訳): 本稿では, 障害物形状の入力を利用して, 障害物を過ぎる流れ場を予測する形状と流れの拡散モデルを提案する。
このモデルは学習可能なマルコフ遷移カーネルに基づいて、ガウス分布からデータ分布を復元する。
マルコフ過程は障害物形状に条件付けされ、U-Netを介して実装された各ステップで除去されるノイズを推定する。
クロスアテンション機構は、幾何学をプロンプトとして組み込む。
我々は、円、楕円、矩形、三角形を含む単純な障害物を流れる流れのデータセットを用いて、幾何と流れの拡散モデルを訓練する。
比較として、CNNモデルは、同じデータセットを使用してトレーニングされる。
形状条件の補間と外挿をそれぞれ表わすため, 単純かつ複雑な地形をもつ障害物を過ぎる流れにおいて, 試験を行う。
テストセットでは、クロスとキャラクタの‘PKU’が難しいシナリオである。
生成流れ場は,CNNモデルよりも幾何拡散モデルの方が,瞬時流場予測や複雑な測地処理に優れていることを示す。
モデルの精度と拡散度の定量的解析は拡散モデルの高ロバスト性を示し、拡散モデルは物理法則を暗黙的に学習することを示す。
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