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:141
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
再吃一袋海苔完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
天天快乐应助HgPP采纳,获得10
1秒前
Sean发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
韦如发布了新的文献求助100
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
见微完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
小马甲应助zz采纳,获得30
3秒前
昭昭完成签到,获得积分10
4秒前
memory完成签到 ,获得积分10
4秒前
tyy发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
所所应助小曾采纳,获得10
4秒前
NexusExplorer应助戴岱采纳,获得10
5秒前
gjjsdajh发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Amber发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
谢谢敏敏发布了新的文献求助10
6秒前
祈冬完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
好好学习发布了新的文献求助10
7秒前
HPP123发布了新的文献求助10
7秒前
遇见完成签到,获得积分20
7秒前
猪猪hero发布了新的文献求助30
8秒前
小王同学完成签到,获得积分10
8秒前
Sean完成签到,获得积分10
9秒前
huhdcid发布了新的文献求助30
9秒前
顺心的筮发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
万能图书馆应助务实的不悔采纳,获得100
11秒前
12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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1200
Holistic Discourse Analysis 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
Using Genomics to Understand How Invaders May Adapt: A Marine Perspective 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5505397
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4600897
关于积分的说明 14474868
捐赠科研通 4535091
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2485112
邀请新用户注册赠送积分活动 1468204
关于科研通互助平台的介绍 1440675