We present an error-neural-modeling-based strategy for approximating two-dimensional curvature in the level-set method. Our main contribution is a redesigned hybrid solver [Larios-C\'ardenas and Gibou, J. Comput. Phys. (May 2022), 10.1016/j.jcp.2022.111291] that relies on numerical schemes to enable machine-learning operations on demand. In particular, our routine features double predicting to harness curvature symmetry invariance in favor of precision and stability. The core of this solver is a multilayer perceptron trained on circular- and sinusoidal-interface samples. Its role is to quantify the error in numerical curvature approximations and emit corrected estimates for select grid vertices along the free boundary. These corrections arise in response to preprocessed context level-set, curvature, and gradient data. To promote neural capacity, we have adopted sample negative-curvature normalization, reorientation, and reflection-based augmentation. In the same manner, our system incorporates dimensionality reduction, well-balancedness, and regularization to minimize outlying effects. Our training approach is likewise scalable across mesh sizes. For this purpose, we have introduced dimensionless parametrization and probabilistic subsampling during data production. Together, all these elements have improved the accuracy and efficiency of curvature calculations around under-resolved regions. In most experiments, our strategy has outperformed the numerical baseline at twice the number of redistancing steps while requiring only a fraction of the cost.


翻译:我们提出一个基于误差的建模战略,以接近水平定置方法的二维曲度。我们的主要贡献是重新设计混合求解器[Larios-C\'ardenas和Gibou,J.Compuut.Phys.(2022年5月),10.1016/j.jcp.2022.111291],它依赖数字方法,以便能够根据需要进行机器学习作业。特别是,我们的例行特征是双重预测,以便利用曲线对称性偏差,以利精确和稳定。这个求解器的核心是多层感应器,在循环和正弦化的中间样本中,它的作用是量化数字曲度近似近似偏差的误差,以及将自由边界沿线某些网格脊椎的校正估计值量化。这些校正是针对预先处理的环境水平设置、曲线和梯度数据的反应。为了提高神经性能力,我们采用了偏向性平整的模度、调整和反反反反反反反镜放大的方法。同样,我们的系统也以最精确的计算方法来,在我们的递校正的递校正的精度的精度战略上,在我们的精度上,在我们的精度上,我们做了的精度上, 的精度的精度的精度的精度的精度的精度上,在我们的精度的精度的精度上,我们的精度上,我们的精度的精度的精度上,我们的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度上,我们的精度上, 的精度上, 的精度的精度的精度是的精度的精度上,我们的精度上, 的精度上, 的精度上,我们的精度上, 的精度是细的精度上,我们的精度的精度上,我们的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度上,我们的精度的精度上的精度

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