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
Faker66363aaa几秒前
CornerNet-Hourglass104生产线检测与分类-1模型训练与部署
人工智能·分类·数据挖掘
YANshangqian2 分钟前
高性能AI聊天工具
人工智能
donecoding3 分钟前
前端AI开发:为什么选择SSE,它与分块传输编码有何不同?axios能处理SSE吗?
前端·人工智能
安徽正LU o561-6o623o75 分钟前
露-Y迷宫刺激器 AI人工智能Y迷宫
人工智能
说私域9 分钟前
基于开源AI智能名片链动2+1模式S2B2C商城小程序的社群初期运营策略研究
人工智能·小程序
zhaodiandiandian17 分钟前
从跟跑到领跑 开源AI开启中国时间的产业变革
人工智能·开源
weixin_4640780718 分钟前
环境配置。
人工智能·深度学习
黑客思维者19 分钟前
机器学习012:监督学习【回归算法】(对比)-- AI预测世界的“瑞士军刀”
人工智能·学习·机器学习·回归·逻辑回归