已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Inferring velocity and pressure fields from particle images via physics-informed neural networks

物理 人工神经网络 离散化 粒子图像测速 流量(数学) 人工智能 算法 矢量场 光流 像素 质点速度 光学(聚焦) 波动方程 流速 功能(生物学) 扩散图 流程图 平滑度 领域(数学) 流体力学 圆柱 微分方程 偏微分方程 应用数学 数学分析 计算机科学 声波方程 深度学习 高斯分布 统计物理学 可见的 灰度 粒子(生态学) 计算机视觉 图像(数学) 模式识别(心理学) 扩散 扩散方程
作者
Liu Hai-long,Zhi Wang,Rui Deng,Shipeng Wang,Chao Xu,Shengze Cai
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:37 (9) 被引量:2
标识
DOI:10.1063/5.0290283
摘要

Particle image velocimetry (PIV) technology is widely used in scientific research and engineering applications, serving as a crucial experimental tool in fluid mechanics. Recently, physics-informed neural networks (PINNs) have been introduced to reconstruct PIV flow fields by integrating measurement data with governing equations during network training. However, existing PINN approaches primarily focus on post-processing PIV data and face challenges in balancing accuracy and computational efficiency. In this work, we simultaneously encode the optical flow equation and the Navier–Stokes equations into the loss function of a neural network. By applying differential operators to discretize grayscale gradients at the pixel level, we constrain the optical flow equation and develop a hybrid physics-informed neural network (OF-PINN) jointly governed by both equations. OF-PINN directly infers velocity and pressure fields from particle images, enabling an unsupervised PIV approach that effectively reconstructs high-quality pressure fields. For diffusion-dominated flows, we incorporate diffusion and smoothness constraint terms into the residuals of the governing equations to enhance OF-PINN performance. Comparative experiments on cylinder flow, turbulence, and hydrofoil PIV cases demonstrate that OF-PINN outperforms conventional cross correlation and Horn–Schunck methods in terms of accuracy and robustness. OF-PINN offers a novel and efficient solution for visualizing complex flow phenomena.
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
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
2秒前
123发布了新的文献求助20
2秒前
pugongy完成签到,获得积分10
3秒前
老六发布了新的文献求助10
3秒前
wanci应助ppprotein采纳,获得10
4秒前
乳酪蚊完成签到,获得积分10
9秒前
阳光问安完成签到 ,获得积分0
10秒前
务实觅松完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
zain发布了新的文献求助10
18秒前
成为一只会科研的猫完成签到 ,获得积分10
18秒前
图图完成签到 ,获得积分10
19秒前
哈哈Steven发布了新的文献求助10
19秒前
俏皮的如冬完成签到 ,获得积分10
20秒前
25秒前
风趣鬼神完成签到,获得积分10
29秒前
tovfix完成签到,获得积分10
31秒前
孟斯扬发布了新的文献求助10
34秒前
36秒前
惊蛰发布了新的文献求助10
38秒前
科研通AI6.2应助鹰击长空采纳,获得10
39秒前
猕猴桃发布了新的文献求助10
42秒前
Will完成签到 ,获得积分10
44秒前
skycause完成签到,获得积分10
44秒前
酷波er应助可耐的鹰采纳,获得10
46秒前
50秒前
skycause发布了新的文献求助10
50秒前
光亮的冰薇完成签到 ,获得积分10
51秒前
桐桐应助ZHANG采纳,获得10
52秒前
英姑应助靓仔要亮采纳,获得10
52秒前
54秒前
干净的琦应助Shadow采纳,获得10
56秒前
小二郎应助公子小白采纳,获得10
57秒前
在水一方应助称心匕采纳,获得10
57秒前
雪白桐完成签到 ,获得积分10
58秒前
随心发布了新的文献求助10
1分钟前
鹰击长空发布了新的文献求助10
1分钟前
充电宝应助孟斯扬采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
jackscu完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Advanced Memory Technology 500
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6868637
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8570829
关于积分的说明 18221624
捐赠科研通 6240743
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3050545
关于科研通互助平台的介绍 2054072
邀请新用户注册赠送积分活动 2028345