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机器学习材料物理:可积深层神经网络通过学习自由能函数实现尺度桥接。 (英语) Zbl 1441.82021号

概述:系统的自由能是许多材料模型的核心。虽然自由能数据通常不能直接找到,但可以观察或计算其导数。在这项工作中,我们提出了一种可积分深度神经网络(IDNN),它可以被训练为从原子尺度模型和统计力学中获得的导数数据,然后进行分析集成,以恢复自由能的精确表示。通过训练B2有序二元合金的化学势数据,证明了IDNN。自由能的DNN表示用于介观相场模拟,并用于预测材料中反相边界的适当形成。相比之下,相同数据的B样条表示无法以足够的保真度来解决反相边界,从而解决系统的物理问题。由于细尺度物理包含着通过粗粒度描述中的自由能产生的复杂性,IDNN代表了材料系统中尺度桥接的框架。

MSC公司:

82立方32 神经网络在含时统计力学问题中的应用
62M45型 神经网络及从随机过程推断的相关方法
65问题20 函数方程的数值方法
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