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
TMT星球6 分钟前
星动纪元携人形机器人家族亮相CES 2026,海外业务占比达50%
大数据·人工智能·机器人
程序员爱德华14 分钟前
镜面检测 Mirror Detection
人工智能·计算机视觉·语义分割·镜面检测
_codemonster25 分钟前
计算机视觉入门到实战系列(九) SIFT算法(尺度空间、极值点判断)
深度学习·算法·计算机视觉
莫非王土也非王臣33 分钟前
TensorFlow中卷积神经网络相关函数
人工智能·cnn·tensorflow
焦耳热科技前沿33 分钟前
西华大学Adv. Sci.:超高温焦耳热冲击制备拓扑缺陷碳,用于催化碳纳米管可控生长
大数据·人工智能·能源·材料工程·电池
小兔崽子去哪了36 分钟前
机器学习,梯度下降,拟合,正则化,混淆矩阵
python·机器学习
亿坊电商39 分钟前
AI数字人开发框架如何实现多模态交互?
人工智能·交互
GOSIM 全球开源创新汇1 小时前
科班出身+跨界双轨:陈郑豪用 AI 压缩技术,让 4K 游戏走进普通设备|Open AGI Forum
人工智能·游戏·agi
sinat_286945191 小时前
AI Coding LSP
人工智能·算法·prompt·transformer
IT_陈寒1 小时前
Java并发编程实战:从入门到精通的5个关键技巧,让我薪资涨了40%
前端·人工智能·后端