亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

B-PINNs: Bayesian physics-informed neural networks for forward and inverse PDE problems with noisy data

贝叶斯概率 反问题 反向 人工神经网络 计算机科学 统计物理学 算法 人工智能 数学 牙石(牙科) 应用数学 物理 医学 几何学 牙科 数学分析
作者
Liu Yang,Xuhui Meng,George Em Karniadakis
出处
期刊:Journal of Computational Physics [Elsevier]
卷期号:425: 109913-109913 被引量:709
标识
DOI:10.1016/j.jcp.2020.109913
摘要

We propose a Bayesian physics-informed neural network (B-PINN) to solve both forward and inverse nonlinear problems described by partial differential equations (PDEs) and noisy data. In this Bayesian framework, the Bayesian neural network (BNN) combined with a PINN for PDEs serves as the prior while the Hamiltonian Monte Carlo (HMC) or the variational inference (VI) could serve as an estimator of the posterior. B-PINNs make use of both physical laws and scattered noisy measurements to provide predictions and quantify the aleatoric uncertainty arising from the noisy data in the Bayesian framework. Compared with PINNs, in addition to uncertainty quantification, B-PINNs obtain more accurate predictions in scenarios with large noise due to their capability of avoiding overfitting. We conduct a systematic comparison between the two different approaches for the B-PINNs posterior estimation (i.e., HMC or VI), along with dropout used for quantifying uncertainty in deep neural networks. Our experiments show that HMC is more suitable than VI with mean field Gaussian approximation for the B-PINNs posterior estimation, while dropout employed in PINNs can hardly provide accurate predictions with reasonable uncertainty. Finally, we replace the BNN in the prior with a truncated Karhunen-Loève (KL) expansion combined with HMC or a deep normalizing flow (DNF) model as posterior estimators. The KL is as accurate as BNN and much faster but this framework cannot be easily extended to high-dimensional problems unlike the BNN based framework.
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
阿巴完成签到 ,获得积分10
6秒前
hanawang应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
drtianyunhong完成签到,获得积分10
10秒前
14秒前
32秒前
1分钟前
guan完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
烛夜黎发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
酷炫的大碗完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI6应助烛夜黎采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
甜心椰奶莓莓完成签到 ,获得积分10
2分钟前
hanawang应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
hanawang应助科研通管家采纳,获得150
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
镜谢不敏完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
sinan发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
myg123完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
学术大佬阿呆完成签到 ,获得积分10
3分钟前
CodeCraft应助ZBQ采纳,获得10
3分钟前
烛夜黎发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
qaz完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
qaz发布了新的文献求助10
4分钟前
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
Iron toxicity and hematopoietic cell transplantation: do we understand why iron affects transplant outcome? 2000
Teacher Wellbeing: Noticing, Nurturing, Sustaining, and Flourishing in Schools 1200
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1041
睡眠呼吸障碍治疗学 600
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
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 5488561
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4587391
关于积分的说明 14413799
捐赠科研通 4518759
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2476057
邀请新用户注册赠送积分活动 1461532
关于科研通互助平台的介绍 1434456