kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Neural Network-based Optimization of Solid- and Fluid Mechanical Simulations
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Mathematics (Div.).
2021 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Neurala nätverksbaserad optimering av mekaniska simuleringar avfasta och flytande ämnen (Swedish)
Abstract [en]

The following project deals with the optimization of simulation parameters such as the injection location and pitch angle of polyurethane foaming simulations using artificial neural networks. The model's target is to predict quality variables based on the process parameters and the geometry features. Through several evaluations of the model, good parameter combinations can be found which in turn can be used as good initial guesses by high fidelity optimization tools. For handling different mould geometries, a meshing tool has been programmed which transforms variable-sized surface meshes into voxel meshes. Cross-section images of the meshes are then passed together with a series of simulation settings to the neural network which processes the data streams into one set of predictions. The model has been implemented using the TensorFlow interface and trained with a custom generated data set of roughly 10000 samples. The results show well-matching prediction and simulation profiles for the validation cases. The magnitudes of the quality parameters often differ, but the especially relevant areas of optimal injection points are well covered. Good results together with a small model size provide evidence for a feasible and successful extension towards a full 3D application.

Abstract [sv]

Följande projekt handlar om optimering av simuleringsparametrar, såsom injektionsplats och stigningsvinkel för polyuretanskummande simuleringar med hjälp av artificiella neurala nätverk. Modellens mål är att förutsäga kvalitetsvariabler baserat på processparametrarna och geometrifunktionerna. Genom flera utvärderingar av modellen kan man hitta goda parameterkombinationer som i sin tur kan användas som gedigna förutsägelser med högkvalitativa optimeringsverktyg. För hantering av olika geometriska former har ett maskverktyg programmerats som omvandlar ytmaskor med varierande storlek till voxelmaskor. Tvärsnittsbilder av maskor na tillsammans med en serie simuleringsinställningar överförs till det neurala nätverket som behandlar dataströmmarna till en uppsättning förutsägelser. Modellen har implementerats med hjälp av TensorFlow och utbildats med en anpassad genererad datauppsättning på cirka 10000 prover. Resultaten påvisar väl matchande förutsägelser och simuleringsprofiler för valideringsfall. Kvalitetsparametrarnas storlek varierar ofta, men de särskilt relevanta områdena med optimala injektionspunkter är väl täckta. Goda resultat tillsammans med en liten modellstorlek ger bevis för en genomförbar och framgångsrik förlängning mot en fullständig 3D applikation.

Place, publisher, year, edition, pages
2021. , p. 91
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2021:388
Keywords [en]
PU Foaming Simulations, Computer Vision, Artificial Neural Networks
Keywords [sv]
Polyuretanskumning Simuleringar, Computer Vision, Artificiella Neurala Nätverk
National Category
Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-319667OAI: oai:DiVA.org:kth-319667DiVA, id: diva2:1701297
External cooperation
BASF SE
Subject / course
Scientific Computing
Educational program
Master of Science - Computer Simulation for Science and Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2022-10-05 Created: 2022-10-05 Last updated: 2024-06-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3140 kB)165 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3140 kBChecksum SHA-512
af301c92acdf54699d92cfe4a18281faff1def4ee4195fda2c3bbb9d968beece21627552f30e1765c2a656686ac2ed95fc3c1039d9a9bf2cae483accbf0d15b6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Mathematics (Div.)
Computational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 165 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 169 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf