A physics-informed neural network technique based on a modified loss function for computational 2D and 3D solid mechanics

功能(生物学) 人工神经网络 移动最小二乘法 固体力学 计算力学 计算机科学 应用数学 算法 数学 物理 有限元法 工程类 人工智能 结构工程 进化生物学 生物 热力学
作者
Jinshuai Bai,Timon Rabczuk,Ashish Gupta,Laith Alzubaidi,Yuantong Gu
出处
期刊:Computational Mechanics [Springer Nature]
卷期号:71 (3): 543-562 被引量:75
标识
DOI:10.1007/s00466-022-02252-0
摘要

Despite its rapid development, Physics-Informed Neural Network (PINN)-based computational solid mechanics is still in its infancy. In PINN, the loss function plays a critical role that significantly influences the performance of the predictions. In this paper, by using the Least Squares Weighted Residual (LSWR) method, we proposed a modified loss function, namely the LSWR loss function, which is tailored to a dimensionless form with only one manually determined parameter. Based on the LSWR loss function, an advanced PINN technique is developed for computational 2D and 3D solid mechanics. The performance of the proposed PINN technique with the LSWR loss function is tested through 2D and 3D (geometrically nonlinear) problems. Thoroughly studies and comparisons are conducted between the two existing loss functions, the energy-based loss function and the collocation loss function, and the proposed LSWR loss function. Through numerical experiments, we show that the PINN based on the LSWR loss function is effective, robust, and accurate for predicting both the displacement and stress fields. The source codes for the numerical examples in this work are available at https://github.com/JinshuaiBai/LSWR_loss_function_PINN/ .
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
木森ab发布了新的文献求助10
1秒前
paul完成签到,获得积分10
1秒前
小鞋完成签到,获得积分10
2秒前
开心青旋发布了新的文献求助10
2秒前
fztnh发布了新的文献求助10
2秒前
无名花生完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
5秒前
5秒前
杜若完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
木森ab完成签到,获得积分20
7秒前
paul发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
MEME发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
情怀应助LSH970829采纳,获得10
12秒前
CHINA_C13发布了新的文献求助10
15秒前
Mars发布了新的文献求助10
16秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
16秒前
玛卡巴卡应助平常的毛豆采纳,获得100
17秒前
默默的青旋完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
搜集达人应助淡淡采白采纳,获得10
21秒前
高高代珊完成签到 ,获得积分10
22秒前
gmc发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
24秒前
善学以致用应助Mian采纳,获得10
24秒前
学科共进发布了新的文献求助60
25秒前
LWJ完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
缓慢的糖豆完成签到,获得积分10
26秒前
阉太狼完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
soory完成签到,获得积分10
28秒前
任性的傲柏完成签到,获得积分10
28秒前
lwk205完成签到,获得积分0
28秒前
29秒前
一一完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527990
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108173
关于积分的说明 9287913
捐赠科研通 2805882
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540119
邀请新用户注册赠送积分活动 716941
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709824