利用可解释人工智能提取空化位置对激光诱导微射流速度的影响
流体动力学
2023-10-24 v1
摘要
高速激光诱导微射流的速度控制在无针注射等应用中至关重要。先前的研究表明，射流速度深受激光吸收产生的次级空化泡体积的影响。然而，关于空化泡位置与射流速度之间关系的研究一直匮乏。在本研究中，我们探究利用可解释人工智能（XAI）提取的空化泡对激光诱导微射流射流速度的影响。XAI 用于对空化泡图像的射流速度进行分类，并通过分类过程的可视化从图像中提取特征。为此，我们进行了 1000 次实验并收集相应图像。XAI 模型为一个前馈神经网络（FNN），经训练以根据空化泡图像对射流速度进行分类。在达到高分类准确率后，我们分析 FNN 的分类过程。考虑空化位置时，FNN 的预测与射流速度的相关性高于仅考虑空化体积的结果。进一步研究表明，发生在更靠近激光聚焦位置的空化具有更高的加速效应。这些结果表明，高速微射流的速度也受空化位置影响。
引用
@article{arxiv.2310.14734,
title = {The effects of cavitation position on the velocity of a laser-induced microjet extracted using explainable artificial intelligence},
author = {Daichi Igarashi and Jingzu Yee and Yuto Yokoyama and Hiroaki Kusuno and Yoshiyuki Tagawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14734},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 13 figures, 4 tables