PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Computational Particle Mechanics· 2026Q1

Tam alan hasar yeniden yapılandırması ayrık-eleman parçacık durumlarından: Kaya doğrudan kesme için çok modlu bir sinir operatörü ve kıyaslaması

Full-field damage reconstruction from discrete-element particle states: A multi-modal neural operator and benchmark for rock direct shear

Lijun Wang, Yulong Wang, Pengcheng Zhu, Tielin Chen ve diğerleri

Kısa özet

Yeni bir çok modlu sinir operatörü, seyrek parçacık durumlarından kaya doğrudan kesme simülasyonlarında tam çatlak alanını ve makroskopik tepkiyi yeniden yapılandırır, kayma yer değiştirmesinde en güçlü temellere istatistiksel olarak ayırt edilemez hale gelir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Çok modlu bir sinir operatörü, seyrek parçacık durumlarından DEM kaya doğrudan kesme simülasyonlarında tam çatlak alanlarını ve makroskopik tepkileri yeniden yapılandırır.
  • Operatör, bağ kırılma olayları için Gauss çekirdek biriktirme ve çapraz modal dikkatli bir Transformer kodlayıcı kullanır.
  • 1275 DEM vakasından oluşan bir kıyaslamada, yöntem kayma yer değiştirmesi tahmini için en güçlü temellere istatistiksel olarak ayırt edilemez.
  • Yeniden yapılandırılmış hasar alanları fiziksel tutarlılık gösterir; kümülatif girdi işi, çatlak birikimini (R²=0.907) DEM zemin gerçeğine (R²=0.845) karşı açıklar.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Discrete-element method (DEM) simulation of rock direct shear resolves grain-scale cracking, but records it only as a list of broken bonds: a sparse binary point set that describes the three-dimensional crack field only implicitly. This work proposes a multi-modal neural operator that reconstructs, in one forward pass, the full crack field and the macroscopic response of a direct-shear specimen from a coarse-grained snapshot of its particle state at that instant. Bond-breakage events are recast into a continuous damage density field by Gaussian-kernel accumulation; density, initial-position and displacement fields enter a Transformer encoder as independent modalities, fused by cross-modal attention and decoded by two heads into three macroscopic scalars and a 6 4 3 damage field. Against a binary target trained with an imbalance-aware loss, that recasting buys learnability and costs positional fidelity, the two cancelling at native readout density. On a released benchmark of 1275 PFC3D cases and 26,872 frames, scored against eight baselines on a held-out split, it is statistically indistinguishable from the strongest on shear displacement, while convolutional baselines keep an edge on voxel-level crack overlap—the families are complementary rather than substitutable. These figures are stated against the DEM reference, itself anchored to laboratory direct shear over σ n = 10 –60 MPa (calibration experiments at R 2 = 0.941 , an independent shale dataset at R 2 = 0.953 ); the benchmark’s 1 and 5 MPa levels fall below it and mark the applicability boundary. The reconstructions stay physically consistent: cumulative input work explains crack accumulation at a pooled R 2 = 0.907 , against 0.845 for the DEM ground truth. Beyond rock direct shear, it is a route to full-field damage reconstruction from discrete simulations.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Computational Particle Mechanics, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Malzeme Mekaniği

Mechanics of MaterialsEngineering