Unsupervised deep learning for super-resolution reconstruction of turbulence

湍流 无监督学习 计算机科学 人工智能 领域(数学) 深度学习 雷诺数 监督学习 机器学习 算法 模式识别(心理学) 人工神经网络 物理 数学 机械 纯数学
作者
Hyojin Kim,Junhyuk Kim,Sungjin Won,Changhoon Lee
出处
期刊:Journal of Fluid Mechanics [Cambridge University Press]
卷期号:910 被引量:241
标识
DOI:10.1017/jfm.2020.1028
摘要

Recent attempts to use deep learning for super-resolution reconstruction of turbulent flows have used supervised learning, which requires paired data for training. This limitation hinders more practical applications of super-resolution reconstruction. Therefore, we present an unsupervised learning model that adopts a cycle-consistent generative adversarial network that can be trained with unpaired turbulence data for super-resolution reconstruction. Our model is validated using three examples: (i) recovering the original flow field from filtered data using direct numerical simulation (DNS) of homogeneous isotropic turbulence; (ii) reconstructing full-resolution fields using partially measured data from the DNS of turbulent channel flows; and (iii) generating a DNS-resolution flow field from large eddy simulation (LES) data for turbulent channel flows. In examples (i) and (ii), for which paired data are available for supervised learning, our unsupervised model demonstrates qualitatively and quantitatively similar performance as that of the best supervised-learning model. More importantly, in example (iii), where supervised learning is impossible, our model successfully reconstructs the high-resolution flow field of statistical DNS quality from the LES data. This demonstrates that unsupervised learning of turbulence data is indeed possible, opening a new door for the wide application of super-resolution reconstruction of turbulent fields.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
司空幼枫完成签到,获得积分10
3秒前
123完成签到,获得积分10
3秒前
不吃橘子发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
8秒前
10秒前
科研通AI2S应助孙亚博采纳,获得10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
糖炒栗子发布了新的文献求助10
11秒前
渔渔完成签到 ,获得积分10
13秒前
潺潺流水发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
鱼腩完成签到,获得积分10
16秒前
在水一方应助不是小苦瓜采纳,获得10
17秒前
18秒前
wp完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
QRE完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI6应助chsdpolos采纳,获得10
20秒前
20秒前
20秒前
dd完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
Singularity应助年轻的傲南采纳,获得10
22秒前
entity完成签到,获得积分10
23秒前
Ztx发布了新的文献求助10
24秒前
czqq发布了新的文献求助30
25秒前
西西弗斯发布了新的文献求助10
25秒前
Narcissus完成签到,获得积分10
26秒前
ning发布了新的文献求助10
27秒前
王大壮完成签到,获得积分20
28秒前
28秒前
J卡卡K完成签到,获得积分10
29秒前
宋正平完成签到,获得积分10
29秒前
科研通AI5应助zz偏不跑采纳,获得10
30秒前
高分求助中
Organic Chemistry 10086
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Voyage au bout de la révolution: de Pékin à Sochaux 700
yolo算法-游泳溺水检测数据集 500
First Farmers: The Origins of Agricultural Societies, 2nd Edition 500
Single/synchronous adsorption of Cu(II), Cd(II) and Cr(VI) in water by layered double hydroxides doped with different divalent metals 400
Metals, Minerals, and Society 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4291734
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3818612
关于积分的说明 11957934
捐赠科研通 3462039
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1898920
邀请新用户注册赠送积分活动 947370
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 850130