Physics-Informed Neural Networks for solving transient unconfined groundwater flow

可解释性 潜水的 人工神经网络 计算机科学 背景(考古学) 含水层 灵活性(工程) 地下水 地下水流 人工智能 物理定律 机器学习 地质学 岩土工程 数学 物理 古生物学 统计 量子力学
作者
Daniele Secci,Vanessa A. Godoy,J. Jaime Gómez‐Hernández
出处
期刊:Computers & Geosciences [Elsevier BV]
卷期号:182: 105494-105494 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cageo.2023.105494
摘要

Neural networks excel in various machine learning applications; however, they lack the physical interpretability and constraints crucial for numerous scientific and engineering problems. This limitation hinders their ability to accurately capture and predict complex physical systems' behavior, potentially yielding inaccurate or unreliable results. Physics-Informed Neural Networks (PINNs) are a class of machine learning models that integrate the power of neural networks with the physical laws governing natural phenomena. PINNs provide an effective tool for solving intricate physical problems, ranging from fluid dynamics to materials science, by incorporating physical constraints into the neural network architecture. PINNs can substantially enhance the accuracy and efficiency of model predictions, even in data-limited situations. This work offers insight into recent developments in the PINN field, including their mathematical formulation and training algorithms, and emphasizes their application in solving transient unconfined groundwater flow. In this context, the phreatic surface acts as a spatiotemporally varying boundary condition, and properly accounting for its position is vital for precise predictions of unconfined groundwater flow and related environmental and engineering applications. The study's objective is to develop a reliable model for estimating the phreatic surface and the spatiotemporal distribution of piezometric heads in a vertical cross-section of an unconfined aquifer. Two cases are examined: the first involves a homogeneous and isotropic aquifer, while the second comprises a mildly heterogeneous and anisotropic one. The challenges and opportunities arising from this emerging research area are also explored, and essential directions for future research are underscored.

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
刚刚
风中的蛋卷完成签到 ,获得积分10
1秒前
灼灼朗朗完成签到,获得积分10
4秒前
Criminology34应助三星导弹船采纳,获得10
5秒前
科研民工打工中完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
Richard完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI6.2应助慧子采纳,获得10
12秒前
tt完成签到,获得积分10
14秒前
元气弹完成签到 ,获得积分10
14秒前
wulin314完成签到,获得积分20
15秒前
灯火阑珊完成签到 ,获得积分10
16秒前
HHB完成签到,获得积分10
18秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
21秒前
lnb666777888完成签到 ,获得积分10
22秒前
杨杨杨完成签到 ,获得积分10
24秒前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
25秒前
chen完成签到 ,获得积分10
26秒前
大方的佐宥完成签到,获得积分10
27秒前
巴不象发布了新的文献求助10
28秒前
调皮的笑阳完成签到 ,获得积分10
29秒前
难过果汁完成签到,获得积分10
32秒前
HW完成签到 ,获得积分10
33秒前
xuxu完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
断了的弦完成签到 ,获得积分10
41秒前
张译尹完成签到,获得积分10
50秒前
村长热爱美丽完成签到 ,获得积分10
53秒前
超级襄完成签到,获得积分10
55秒前
搜集达人应助欧克采纳,获得10
55秒前
小小脑CTS完成签到 ,获得积分10
57秒前
Cinderella完成签到 ,获得积分10
58秒前
58秒前
慧子发布了新的文献求助10
1分钟前
xujiahao完成签到,获得积分10
1分钟前
Tardigrade完成签到,获得积分10
1分钟前
苹果松完成签到,获得积分10
1分钟前
山蒲完成签到 ,获得积分10
1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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7778444
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318783
关于积分的说明 20366209
捐赠科研通 7365553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319210
关于科研通互助平台的介绍 2467170
邀请新用户注册赠送积分活动 2334659