谱集成神经网络 (SINNs) 用于解决前向和反向动态问题
Lin Qiu1, Fajie Wang1, Wenzhen Qu2
1College of Mechanical and Electrical Engineering, National Engineering Research Center for Intelligent Electrical Vehicle Power System, Qingdao University, Qingdao 266071, PR China.
光谱集成神经网络 (SINNs) 为解决复杂的动态问题提供了一种新的方法. 这种方法提高了导热和波传播的精度和效率,优于现有技术.
科学领域:
- 计算科学 计算科学
- 应用数学 应用数学 应用数学
- 数字分析 数字分析
背景情况:
- 在3D空间中解决前向和反向动态问题带来了重大的计算挑战.
- 现有的方法,如物理信息神经网络 (PINNs),在复杂问题上的融合速度和准确性方面存在局限性.
研究的目的:
- 引入和评估一种新的神经网络框架,即光谱集成神经网络 (SINNs),用于解决动态问题.
- 通过多项式基础函数扩展,增强神经网络在解决逆动态问题的能力.
主要方法:
- 开发了SINNs框架,利用光谱集成进行时间分离.
- 完全连接的神经网络用于部分微分方程的空间域解决方案.
- 嵌入多项式基础函数以提高反向问题的性能.
主要成果:
- 在热传导和波传播方面,SINNs展示了对前向和反向问题的有效和准确的解决方案.
- 该框架为具有延长时间的动态问题提供了准确和稳定的结果.
- 与PINNs相比,SINNs显示出更高的性能,与更快的融合,更高的准确性和更高的效率相比.
结论:
- SINNs代表了一个有效和准确的计算框架,用于解决3D动态问题.
- 拟议的方法在热传导和波传播方面比传统的PINN具有显著的优势.
- 在解决具有挑战性的逆动态问题和长期模拟方面,SINNs显示出前景.
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