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基于DNS的基于物理信息的CNN估计3D micro-CT图像的渗透率。 (英语) Zbl 1514.86001号

摘要:近年来,卷积神经网络(CNN)在多孔介质研究和应用中快速逼近有效流体力学参数的能力越来越受到关注。本文提出了一种通过地质岩石样品的显微CT扫描预测渗透率的新方法。专门用于渗透率预测的CNN的训练数据集由渗透率标签组成,这些标签通常由经典格子Boltzmann方法(LBM)生成,该方法模拟通过分割图像数据的孔隙空间的流动。相反,我们通过以高效和分布式并行的方式求解平稳斯托克斯方程来执行直接数值模拟(DNS)。因此,我们避免了在复杂孔隙几何形状上经常观察到的LBM收敛问题,从而提高了训练数据集的通用性和准确性。使用DNS计算的渗透率,通过额外提供定制的孔隙特征量来训练物理信息CNN(PhyCNN)。更准确地说,通过在孔隙空间的图形表示上利用与流动问题的联系,根据最大流动值向网络提供有关受限结构的附加信息,这是我们工作流程的关键创新组件。该方法的稳健性体现在非常高的预测精度上,从原型岩层的各种砂岩样品中可以观察到这一点。

MSC公司:

86-08 地球物理问题的计算方法
68T07型 人工神经网络与深度学习
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
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