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ニューラルネットワークによる流体混合機構の解明

使用神经网络阐明流体混合机制

基本信息

批准号：
11875166
负责人：
井上義朗
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,いまだ不明な部分の多い流体混合の機構を,非線形ダイナミクス理論とニューラルネットワークモデルを組み合わせて新しい混合理論を開発し,それを用いて混合機構の解明を行うことにあった.2年間の研究を通じて,混合過程を表す新しい離散写像モデルの構築に関してはほぼ当初の目的を達成したが,それを用いた混合系の数学的構造の解明は始まったばかりで,まだ多くの解決すべき課題が残されている.1.撹拌操作とは,秩序性の高い未混合状態を入力情報とし,より秩序性の低い良混合状態を出力するダイナミカルシステムであると捉えることにより,混合過程のモデル化を行った.(1)混合状態をベクトルで表現し,混合過程を混合ベクトルの変換操作と見なした.この変換行列は,流体要素の連続的運動を表すNavier-Stokes方程式をラグラジアン的に時間積分した結果を離散化表現し,写像行列として再構成することにより決めた.(2)流体の連続条件を考慮して,変換行列を一対一写像行列に制限した.この写像行列の構成には,ニューラルネットワークモデルの組み合わせ最適化法と新しく開発した領域2分割法を併用して,高速かつ高精度の一対一写像行列を構成するアルゴリズムの開発に成功した.2.得られた写像行列の数学的構造解析を通じて,混合系の非線形力学的構造の解析を行った.(1)変換行列を正規化することにより混合系全体を不変部分空間に分割し,それらを用いて良混合領域と不良混合領域の分離・識別する方法を示した.(2)良混合領域の混合性能を示す指標として新たに混合能の概念を導入し,それを用いて流体系の混合性能を定量的に評価する手法を開発した.

The purpose of this study is to develop a new nonlinear hybrid theory for the mechanism of multi-fluid mixing, and to clarify the mechanism of multi-fluid mixing. The purpose of this study is to achieve the original goal by studying the mechanism of multi-fluid mixing in two years. The mathematical structure of mixing system is explained in this paper. 1. Mixing operation, high order mixing state, input force information, low order mixing state, output force, mixing process, etc. (1)The mixing state is expressed in the mixed state, and the mixing process is mixed in the mixed state. The time integral of Navier-Stokes equations is discretized, and the image matrix is reconstructed. (2)The fluid continuity conditions are considered, and the change of rows and columns is controlled by the image rows and columns. The composition of the image matrix is based on the optimization method of the composition of the image matrix and the new method of dividing the image matrix into two regions. The method of dividing the image matrix into two regions is used to construct the image matrix with high speed and high precision. The mathematical structure analysis of the image matrix is obtained. The structure analysis of the mixed system is carried out in non-linear mechanics. (1)The method of separating the good and bad mixed fields is shown in this paper. (2)A new concept of hybrid performance is introduced and a quantitative evaluation method for hybrid performance of a hybrid system is developed.