可微保守径向对称流体仿真及星际风——jf1uids
流体动力学
2024-11-21 v2
摘要
我们提出了 jf1uids，这是一个一维流体求解器。凭借对欧拉方程的几何表述，jf1uids 能够以保守方式（即不损失质量或能量）建模径向对称的流体问题。对于球对称问题，如理想超nova 爆炸或星际风驱动的气泡扩张，仅沿径向维度进行仿真可大幅降低计算和内存需求，相较于完整的三维方法而言。这种简化也减轻了对求解器反向传播的约束。jf1uids 采用 JAX 编写，可在 GPU 上运行且完全可微。我们通过梯度下降方法从最终流体状态中恢复求解 adiabatic 星际风的参数，展示了该可微物理仿真器的优势。作为更大模块“星际风、宇宙射线与机器学习”研究轨道的一部分，jf1uids 为后续添加额外物理模块（尤其是宇宙射线和基于神经网络的气体冷却代理）以及采用更高阶和更精确的数值方案提供了坚实基础。所有代码均在 https://github.com/leo1200/jf1uids/ 开源。
引用
@article{arxiv.2410.23093,
title = {Differentiable Conservative Radially Symmetric Fluid Simulations and Stellar Winds -- jf1uids},
author = {Leonard Storcks and Tobias Buck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.23093},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 4 figures, accepted for the Machine Learning and the Physical Sciences workshop at NeurIPS 2024