逆PDE问题的物理信息神经网络

使用DEEPXDE求解热方程。针对PDE逆问题的物理学后的神经网络首先出现在数据科学方面。

来源:走向数据科学

物理知识的神经网络(PINN)感觉很像给常规的神经网络备忘单。没有备忘单,我们只能使用神经网络估算物理系统的解决方案。位置(x)和时间(t)作为输入,温度(u)作为输出。有了足够的数据,该解决方案将有效。但是,它不利用我们对系统的了解。我们希望温度遵循热方程的动态,我们还希望将其纳入我们的神经网络。

(x) (t) (u)

PINNS提供了一种将有关系统和神经网络估计的已知物理学结合的方法。这是通过使用自动分化和基于物理的损失功能来巧妙地实现的。结果,我们可以通过更少的数据获得更好的结果。

议程

    使用温度数据码A解释热方程,以模拟数据解决方案,用于热扩散率κ和热源Q(x,t),使用deepxdeexplain PDE理论中的正向和反问题之间的差异
  • 提供热方程的解释
  • 使用温度数据仿真数据
  • 使用deepxde
  • κ q(x,t)
  • 解释PDE理论中的前进问题和反问题之间的差异
  • 这是我们将要使用的数据。让我们假装我们使用传感器在5秒内收集1米杆的温度。

    对温度(u)的位置(x)和时间(t)的图形图(t)。
    作者的热量插图
    简而言之,Pinns通过使用基础系统的数据和我们的物理方程来近似物理方程(ODES,PDES,SDE)的新方法。

    解释热方程

    在热方程式中的逆问题术语。作者插图
    高斯颠簸和高斯颠簸的拉普拉斯人。作者插图

    生成数据

    github κ= 0.01和q = 1, x,t, u q。 换句话说,我们假装不知道κ和Q,并寻求 q u。 42