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深层物理模型:非线性偏微分方程的深层学习。 (英语) Zbl 1439.68021号

摘要:我们提出了一种深度学习方法,用于从空间和时间的分散和潜在噪声观测中发现非线性偏微分方程。具体来说,我们用两个深度神经网络逼近未知解和非线性动力学。第一个网络充当未知解的先验,本质上使我们能够避免数值微分,而数值微分本身就是病态和不稳定的。第二个网络代表非线性动力学,并帮助我们提取控制给定时空数据集进化的机制。我们对跨越多个科学领域的几个基准问题测试了我们的方法的有效性,并证明了所提出的框架如何帮助我们准确地了解系统的潜在动态并预测系统的未来状态。特别地,我们研究了Burgers方程、Korteweg-de-Vries方程、Kuramoto-Sivashinsky方程、非线性薛定谔方程和Navier-Stokes方程。

MSC公司:

68T07型 人工神经网络与深度学习
35G20个 非线性高阶偏微分方程
35季度30 Navier-Stokes方程
第35季度53 KdV方程(Korteweg-de-Vries方程)
55年第35季度 非线性薛定谔方程
68T09号 数据分析和大数据的计算方面
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全文: arXiv公司 链接

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