Prediction of BLEVE loads on structures using machine learning and CFD

计算流体力学 变压器 工程类 人工神经网络 计算机科学 人工智能 电压 航空航天工程 电气工程
作者
Qilin Li,Yang Wang,Ling Li,Hong Hao,Ruhua Wang,Jingde Li
出处
期刊:Chemical Engineering Research & Design [Elsevier BV]
卷期号:171: 914-925 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.psep.2023.02.008
摘要

Boiling Liquid Expanding Vapour Explosions (BLEVEs) are driven by complex fluid dynamics with expanded vapour and flashed liquid. They may generate strong shock waves that lead to catastrophic consequences to personnel and structures in the vicinity. Despite the great interest in safety management and intensive research efforts, reliable and efficient prediction of BLEVE loads on structures is still challenging in practice. Computational Fluid Dynamics (CFD), based on complex physics formulas, can provide more accurate predictions of BLEVE loads than the traditional empirical and TNT-equivalency approaches, but suffers from high computational costs. Data-driven machine learning models offer efficient surrogates but conventional models, including commonly used multi-layer perceptron (MLP), are suboptimal especially for explosions of complex geometry and in complex environment. In this study, a novel machine learning approach, based on the state-of-the-art Transformer neural networks, is developed for BLEVE loads prediction on an idealised structure in the vicinity of BLEVE. Through extensive experiments and rigorous evaluation, it is shown that Transformer can effectively model the structure-wave interaction, yielding accurate pressure and impulse predictions with less than 14% relative errors, which outperforms widely used MLP (20% error) significantly. The developed Transformer model is applied to predict critical parameters of BLEVE loads, including arrive time, rise time and duration. The results demonstrate that Transformer can produce an accurate pressure-time history, yielding a comprehensive characterisation of BLEVE loads on structures.

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
1秒前
1秒前
过眼云烟完成签到,获得积分10
2秒前
细腻乐双发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2应助代代代代采纳,获得10
3秒前
无花果应助wsn采纳,获得10
3秒前
张欢馨应助小猪采纳,获得30
4秒前
活力的千风完成签到,获得积分10
4秒前
张璋完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
小马甲应助Eric采纳,获得10
8秒前
碎碎念s完成签到,获得积分10
8秒前
11秒前
玩命的小虾米完成签到,获得积分10
11秒前
tt发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
rylinn发布了新的文献求助30
12秒前
陈住气发布了新的文献求助10
12秒前
农夫spring完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
科研通AI2S应助香菜采纳,获得10
14秒前
wanci应助愉快向彤采纳,获得10
15秒前
SY发布了新的文献求助20
16秒前
cmz发布了新的文献求助10
18秒前
陈住气完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
Dorren完成签到,获得积分10
19秒前
自由的藏鸟完成签到,获得积分10
20秒前
CipherSage应助精明的烨霖采纳,获得20
20秒前
20秒前
天天快乐应助陆羽泡的茶采纳,获得10
20秒前
一投就中发布了新的文献求助10
20秒前
天真松鼠完成签到,获得积分10
23秒前
yyqx完成签到 ,获得积分10
25秒前
26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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6527067
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8320227
关于积分的说明 17809997
捐赠科研通 5628889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2930053
邀请新用户注册赠送积分活动 1906737
关于科研通互助平台的介绍 1766314