Este artículo analiza los avances recientes en el modelado neuronal sustituto que podrían conducir a avances revolucionarios en aplicaciones como la aerodinámica automotriz. Los problemas a escala industrial suelen implicar mallas volumétricas con recuentos de células cercanos a los 100 millones, lo que plantea importantes desafíos para la escalabilidad. Las geometrías complejas complican aún más el modelado mediante interacciones complejas entre la superficie y el volumen, y magnitudes como los remolinos son altamente no lineales y requieren restricciones estrictas de libre divergencia. Para abordar estos requisitos, presentamos los Transformadores de Física Universal Anclados-Ramificados (AB-UPT), un novedoso marco de modelado para la construcción de modelos neuronales sustitutos para simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD). AB-UPT está diseñado para (i) separar las tareas de codificación y predicción geométrica mediante operadores multiramificados, (ii) combinar la simulación neuronal en un espacio latente de baja dimensión con un decodificador de campo neuronal anclado para predecir resultados de alta fidelidad, lo que permite la escalabilidad a resultados de alta resolución, y (iii) reforzar la consistencia física mediante una novedosa formulación libre de divergencia. AB-UPT proporciona una precisión de predicción de vanguardia para campos de superficie y volumen en simulaciones CFD automotrices, con mallas que van desde 33 000 hasta 150 000 de celdas. Además, la arquitectura de campo neuronal fijo propuesta permite aplicar restricciones físicas estrictas a las predicciones físicas sin degradar el rendimiento, como lo demuestra el modelado de campos de remolinos libres divergentes. En particular, el modelo propuesto puede entrenarse en una sola GPU en menos de un día y puede predecir campos de superficie y volumen estándar de la industria en segundos. Además, este artículo demuestra que el diseño flexible del método propuesto permite realizar simulaciones neuronales utilizando únicamente geometrías de diseño asistidas por computadora, sin necesidad de costosos procedimientos de mallado CFD.
