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SRBFNN公司

swMATH编号: 46209
软件作者: 王志文;陈敏新;陈景润
描述: 多尺度椭圆问题的SRBFNN:用稀疏径向基函数神经网络解决多尺度椭圆型问题。近年来,机器学习已成功应用于科学计算的各个领域。然而,对于具有多尺度特征的问题,例如多孔介质中的流动和复合材料的力学性能,机器学习方法仍然很难解决此类多尺度特征,特别是当存在小尺度信息时。在这项工作中,我们提出了一种求解多尺度系数椭圆偏微分方程(PDE)的稀疏径向基函数神经网络方法。受深度混合残差法的启发,我们将二阶问题改写为一阶系统,并使用多个径向基函数神经网络(RBFNN)逼近系统中的未知函数。为了避免过拟合,提高RBFNN的性能,在损失函数中引入了额外的正则化。因此,损失函数包含两部分:一阶系统残差和边界条件的(L_2)损失,以及径向基函数(RBF)权重的(ell_1)正则化项。为了加快训练过程,引入了一种优化比损失函数的算法。通过一组具有尺度分离、不连续和一维到三维多尺度的多尺度问题,证明了该方法的准确性和有效性。值得注意的是,(ell_1)正则化可以实现用更少的RBF表示解的目标。因此,RBF标度的总数类似于\(\mathcal{O}(\varepsilon^{-n\tau})\,其中\(\varesilon\)是最小的标度,\(n\)是维度,\(\tau\)通常小于1。值得一提的是,所提出的方法不仅具有数值收敛性,从而在经典方法通常无法负担的情况下提供了可靠的三维数值解,而且在准确性和鲁棒性方面优于大多数其他可用的机器学习方法。可执行文件位于https://github.com/wangzhiwensuda/SRBFNN-for-multiscale-elliptic-problems该程序在PyTorch中实现,并在Linux上运行。
主页: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S021999123005478
源代码:  https://github.com/wangzhiwensuda/SRBFNN-for-multiscale-elliptic-problems
关键词: 多尺度椭圆问题;径向基函数神经网络;\(\ell_1\)正则化
相关软件: MscaleDNN公司;亚当;DGM公司;PyTorch公司
引用于: 1文件

2位作者引用

1 陈景润
1 陈敏欣

连载1篇

1 计算物理杂志

按年份列出的引文