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Predicción de la trayectoria de grietas con aprendizaje de operadores mediante la generación de datos del sistema de partículas discretas

Created by
  • Haebom

Autor

Elham Kiyani, Venkatesh Ananchaperumal, Ahmad Peyvan, Mahendaran Uchimali, Gang Li, George Em Karniadakis

Describir

Este artículo presenta un modelo de aprendizaje automático basado en una red de operadores profundos (DeepONet) que predice la propagación de grietas utilizando datos de simulación de dinámica de partículas informada por leyes constitutivas (CPD). Específicamente, exploramos dos variantes del modelo, el DeepONet vainilla y el Fusion DeepONet, para predecir la propagación de grietas dependiente del tiempo en muestras con geometrías variables (p. ej., alturas de entalla variables y radios de orificios variables). Evaluamos el rendimiento del modelo estudiando tres casos representativos (p. ej., alturas de entalla variables y combinaciones de alturas de entalla y radios de orificios) y demostramos que Fusion DeepONet proporciona predicciones más precisas, particularmente en casos no destructivos. Si bien la precisión de la predicción es algo menor en casos de fractura, destacamos la generalización de Fusion DeepONet a fenómenos de propagación de grietas complejos, geométricamente diversos y variables en el tiempo.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos la efectividad de un modelo de predicción de propagación de grietas utilizando Fusion DeepONet.
Muestra una precisión de predicción superior en comparación con los métodos existentes, especialmente en casos no destructivos.
Verificamos la generalización a formas geométricas complejas y fenómenos de propagación de grietas dependientes del tiempo.
La combinación de simulaciones de dinámica de partículas basada en leyes constitutivas (CPD) con aprendizaje automático presenta nuevas posibilidades para la predicción de la propagación de grietas.
Limitations:
Cuando ocurre una destrucción, la precisión de la predicción es algo baja.
Se requiere una validación adicional del desempeño generalizado para diversos materiales y condiciones de falla.
El modelo puede carecer de interpretabilidad.
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