Physics-Informed Neural Networks Enhanced Particle Tracking Velocimetry: An Example for Turbulent Jet Flow

湍流 粒子跟踪测速 跟踪(教育) 物理 流动可视化 粒子图像测速 矢量场 测速 流量(数学) 机械 流量测量 可视化 光学 计算机科学 人工智能 心理学 教育学
作者
Shengze Cai,Callum Gray,George Em Karniadakis
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:73: 1-9 被引量:30
标识
DOI:10.1109/tim.2024.3398068
摘要

Particle image velocimetry (PIV) and particle tracking velocimetry (PTV) are important flow visualization technologies for measuring global velocity fields in a non-intrusive manner. However, they are limited by the spatial resolution of the measurement, and they require further post-processing steps to refine the flow fields. To this end, we employ a deep learning method, physics-informed neural networks (PINNs), which can integrate the sparse velocity measurements from PIV or PTV with the governing equations of the fluid flow by a neural network. A real experiment, where the tomographic PTV setup is applied to measure the three-dimensional turbulent jet flow, is considered to evaluate the proposed method. We perform a systematic study based on the experimental data, demonstrating that the PINN-enhanced velocimetry approach can yield super-resolution for the velocity vectors, hence demanding only of the order of 100 vectors per snapshot compared to 16,500 vectors at full resolution. In addition, PINNs infer the pressure field without providing any pressure information. The proposed algorithm can be readily implemented with the existing PIV/PTV software, providing a standard method for greatly enhancing experimental data in fluid dynamics.
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
刚刚
czy发布了新的文献求助10
刚刚
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
一纸浮华完成签到,获得积分10
1秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
科研狗应助科研通管家采纳,获得50
1秒前
YXY应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
可爱的函函应助drosophila406采纳,获得30
2秒前
科研狗应助科研通管家采纳,获得30
2秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
笑点低千雁完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
yang应助顺利的傲云采纳,获得10
3秒前
善逸发布了新的文献求助10
3秒前
young完成签到,获得积分20
4秒前
超级绮波发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI2S应助Sussso采纳,获得10
4秒前
英俊的铭应助哇哈哈哈采纳,获得10
4秒前
皮老八完成签到,获得积分10
5秒前
冷傲凤发布了新的文献求助10
5秒前
充电宝应助机智的小懒虫采纳,获得10
5秒前
aaa关注了科研通微信公众号
5秒前
5秒前
灰灰完成签到,获得积分10
5秒前
英姑应助gao采纳,获得10
5秒前
zkk发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
cccr02完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Effective Clinical Neurologist 3ed 500
The Great Hymn to Šamaš 500
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7697879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9257795
关于积分的说明 20010441
捐赠科研通 7272530
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3293132
关于科研通互助平台的介绍 2448600
邀请新用户注册赠送积分活动 2299256