화학공학소재연구정보센터
학회 한국공업화학회
학술대회 2021년 가을 (11/03 ~ 11/05, 대구 엑스코(EXCO))
권호 25권 2호
발표분야 포스터-화학공정
제목 Physics-informed deep neural network for optimal reactor design under computational fluid dynamics details
초록 Computational fluid dynamics (CFD)는 높은 정확도를 가지고 있지만, 막대한 계산 비용으로 인해 실시간 예측이 불가하다. 최근 CFD 모델을 대체하기 위해 데이터 기반의 머신 러닝과 물리 법칙을 통합한 Physics-informed neural network (PINN)이 새로운 대안으로 주목 받고 있다. 기존 PINN은 좌표와 시간에 따른 유체의 흐름을 파악하는 것이 가능하지만, 운전 조건을 변화시키는 경우 유체의 변화를 예측할 수 없다는 한계가 있다. 본 연구에서는 고분자 합성을 위한 autoclave 반응기 최적설계를 위해, 운전 온도, 단량체 농도, 그리고 교반 속도를 운전 조건 변수로 처리할 수 있는 PINN을 개발하였고 이를 통한 반응기 설계 최적화에 대해서 논의한다. 더 나아가, 여러 운전조건을 동시에 예측할 수 있는 PINN을 최소한의 CFD 샘플만으로 얻고 데이터 오류와 물리 오류를 레버리지 하기 위한 adaptive sampling/loss 기법을 적용하였다.
저자 류유빈1, 신선규2, 최솔지2, 이원보2, 나종걸1
소속 1이화여자대, 2서울대
키워드 computational fluid dynamics; deep learning; optimization; design
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