Spatiotemporal super-resolution forecasting of high-speed turbulent flows

物理 湍流 统计物理学 气象学 机械 航空航天工程 工程类
作者
Filippos Sofos,Dimitris Drikakis,Ioannis W. Kokkinakis,S. Michael Spottswood
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:37 (1) 被引量:4
标识
DOI:10.1063/5.0250509
摘要

This paper implements a spatiotemporal neural network architecture based on the U-Net prototype with four branches, UBranch, to perform both spatial reconstruction and temporal forecasting of flow fields. A high-speed turbulent flow featuring shock-wave turbulent boundary layer interaction is utilized to demonstrate the forecasting in two-dimensional flow frames. The main elements of UBranch consist of convolutional neural networks, which are fast and lightweight for such functions, in a form that bypasses the use of complex and time-consuming long-short-term memory networks. The proposed model can provide the following four future time frames when fed with a sequence of two-dimensional flow images with reasonable accuracy and low root mean square error, and, in parallel, it can indicate the maximum pressure points, which is of primary importance for shock-wave turbulent boundary layer interaction. Apart from the temporal operation, UBranch can also perform spatial super-resolution tasks, reconstructing a low-resolution image to a finer field with increased accuracy. Calculated peak signal-to-noise ratios reach 29.0 for spatiotemporal and 35.0 for spatial-only tasks.

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
12完成签到,获得积分10
1秒前
学术屎壳郎完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
boshi发布了新的文献求助10
2秒前
聪明球球发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
董竹君发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
墨阳应助科研通管家采纳,获得150
4秒前
4秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
coolkid应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
myterritoy完成签到,获得积分10
5秒前
机灵柚子应助地SDF采纳,获得10
5秒前
海碗居发布了新的文献求助10
5秒前
leo关注了科研通微信公众号
5秒前
8秒前
8秒前
燕一刀完成签到,获得积分10
9秒前
万能图书馆应助聪明球球采纳,获得10
10秒前
董竹君完成签到,获得积分10
11秒前
趙途嘵生发布了新的文献求助10
11秒前
lhj完成签到,获得积分10
12秒前
动听的夏真完成签到,获得积分10
13秒前
田様应助福泽多采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
壮语核心名词的语言地图及解释 900
Digital predistortion of memory polynomial systems using direct and indirect learning architectures 500
Canon of Insolation and the Ice-age Problem 380
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 计算机科学 纳米技术 复合材料 化学工程 遗传学 基因 物理化学 催化作用 光电子学 量子力学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3916154
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3461715
关于积分的说明 10918533
捐赠科研通 3188554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1762704
邀请新用户注册赠送积分活动 853070
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 793649