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
编程小白_正在努力中14 小时前
第四章深度解析:智能体经典范式实战指南——从ReAct到Reflection的全流程拆解
人工智能·agent·智能体
创思通信14 小时前
基于K210的人脸识别开锁
人工智能·yolo·人脸识别·k210
xuehaikj14 小时前
基于RetinaNet的建筑设计师风格识别与分类研究_1
人工智能·数据挖掘
workpieces14 小时前
从设计资产到生产代码:构建组件一致性的自动化闭环
人工智能
谢大旭14 小时前
Clip模型与Vit模型的区别?
人工智能
GoldenSpider.AI14 小时前
什么是AI?AI新手终极指南(2025)
人工智能
m0_6351292615 小时前
身智能-一文详解视觉-语言-动作(VLA)大模型(3)
人工智能·机器学习
知行力15 小时前
AI一周资讯 251108-251114
人工智能·chatgpt
迦蓝叶15 小时前
RDF 与 RDFS:知识图谱推理的基石
java·人工智能·数据挖掘·知识图谱·语义网·rdf·rdfs