PINNsFormer: A Transformer-Based Framework For Physics-Informed Neural Networks

计算机科学 人工神经网络 变压器 灵活性(工程) 深度学习 人工智能 偏微分方程 一般化 深层神经网络 感知器 算法 数学 工程类 电气工程 数学分析 统计 电压
作者
Leo Zhiyuan Zhao,Xueying Ding,B. Aditya Prakash
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:13
标识
DOI:10.48550/arxiv.2307.11833
摘要

Physics-Informed Neural Networks (PINNs) have emerged as a promising deep learning framework for approximating numerical solutions to partial differential equations (PDEs). However, conventional PINNs, relying on multilayer perceptrons (MLP), neglect the crucial temporal dependencies inherent in practical physics systems and thus fail to propagate the initial condition constraints globally and accurately capture the true solutions under various scenarios. In this paper, we introduce a novel Transformer-based framework, termed PINNsFormer, designed to address this limitation. PINNsFormer can accurately approximate PDE solutions by utilizing multi-head attention mechanisms to capture temporal dependencies. PINNsFormer transforms point-wise inputs into pseudo sequences and replaces point-wise PINNs loss with a sequential loss. Additionally, it incorporates a novel activation function, Wavelet, which anticipates Fourier decomposition through deep neural networks. Empirical results demonstrate that PINNsFormer achieves superior generalization ability and accuracy across various scenarios, including PINNs failure modes and high-dimensional PDEs. Moreover, PINNsFormer offers flexibility in integrating existing learning schemes for PINNs, further enhancing its performance.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
舒心疾发布了新的文献求助10
刚刚
华仔应助方向采纳,获得10
2秒前
丘比特应助吉吉采纳,获得10
2秒前
爆米花应助lanyetingfeng采纳,获得10
3秒前
3秒前
感动冰淇淋完成签到,获得积分10
4秒前
白雪皑皑发布了新的文献求助10
4秒前
hhh完成签到,获得积分10
5秒前
仟111完成签到 ,获得积分10
6秒前
笑点低的洋葱完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
胖鲤鱼完成签到,获得积分10
7秒前
我是老大应助大萝贝采纳,获得30
8秒前
8秒前
9秒前
Dr_Li1741完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
欣喜的人龙完成签到 ,获得积分10
11秒前
酒酿是也发布了新的文献求助10
12秒前
咖小啡完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
科研人完成签到,获得积分10
14秒前
少年发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI6.1应助小火车采纳,获得10
14秒前
14秒前
愤怒野猪发布了新的文献求助10
14秒前
偏偏发布了新的文献求助10
15秒前
朱罗娟完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
3129386658发布了新的文献求助10
15秒前
Jasper应助念安采纳,获得10
16秒前
方勇飞发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
17秒前
lanyetingfeng发布了新的文献求助10
18秒前
Luke发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
明天会更美好完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6275119
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8094958
关于积分的说明 16921695
捐赠科研通 5345130
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841890
邀请新用户注册赠送积分活动 1819113
关于科研通互助平台的介绍 1676356