物理信息神经网络(PINN)

什么是物理信息神经网络(PINN)?

宋家豪, 曹文博, and 张伟伟. "FD-PINN: 频域物理信息神经网络." 力学学报 55.5 (2023): 1195-1205.

物理信息神经网络(PINN)是一种将深度学习与物理建模相结合的方法,用于求解偏微分方程(PDE)和其他物理问题。PINN 的关键思想是将物理约束嵌入神经网络中,从而使网络能够学习物理系统的行为并满足物理方程。这种方法通常用于数据稀缺或者问题复杂的情况,为科学和工程领域提供了一种强大的数值求解工具。

(1)主要特点

深度学习结合物理建模: PINN 将深度神经网络与物理模型相结合,以更好地适应实际物理系统。

**数据稀缺性: **适用于数据稀缺或难以获取足够数据的问题。灵活性: 允许用户集成自定义的物理方程和约束,适用于各种科学和工程领域。

(2)使用方法

定义物理模型: 定义系统的物理方程和约束条件。构建神经网络: 构建包含物理信息的神经网络结构。训练网络: 通过优化算法训练网络,使其逼近物理方程并满足约束。求解问题: 使用训练好的网络进行物理问题的求解。

用来求解正反偏微分方程问题的一种新方法

PINN的损失函数通常由四个主要部分组成:数据匹配项、物理方程项、边界条件项和初始条件项。

(1)数据信息

(2)物理控制方程

(3)边界条件

(4)初始条件

以上四个项的组合构成了PINN的总体损失函数。通过最小化这个损失函数,神经网络能够学习逼近真实数据并同时满足物理方程、边界条件和初始条件。

参考:什么是物理信息神经网络(PINN)?

相关推荐
AI完全体7 分钟前
【AI战略思考1】如何更高效地了解AI行业的最新动态和商业应用以及我的时间分配
人工智能·机器学习·ai·商业应用·ai行业动态·技术趋势·信息渠道
#include<菜鸡>18 分钟前
动手学深度学习(pytorch土堆)-06损失函数与反向传播、模型训练、GPU训练
人工智能·pytorch·深度学习
o(╯□╰)o亚比囧囧囧2 小时前
李沐 过拟合和欠拟合【动手学深度学习v2】
人工智能·深度学习
钡铼技术2 小时前
通过MCGS在ARMxy边缘计算网关上实现物流自动化
人工智能·自动化·边缘计算·钡铼技术·armxy边缘计算网关
OpenTiny社区3 小时前
茶思屋直播|TinyEngine+AI:聚焦主航道,在实践中探索低代码技术黑土地
人工智能·低代码
chenkangck504 小时前
AI大模型之旅--milvus向量库安装
人工智能·aigc·milvus
学习前端的小z4 小时前
【AI视频】Runway:Gen-2 图文生视频与运动模式详解
人工智能·aigc·音视频
SpikeKing5 小时前
LLM - 理解 多模态大语言模型(MLLM) 的 指令微调(Instruction-Tuning) 与相关技术 (四)
人工智能·语言模型·指令微调·数据调整·自指令·数据混合·instruction
开MINI的工科男6 小时前
【笔记】自动驾驶预测与决策规划_Part3_路径与轨迹规划
人工智能·笔记·自动驾驶·预测与决策
D11_7 小时前
Pandas缺失值处理
python·机器学习·数据分析·numpy·pandas