Solving PDEs on Spheres with Physics-Informed Convolutional Neural Networks

维数之咒 卷积神经网络 偏微分方程 人工神经网络 索波列夫空间 规范(哲学) 球体 计算机科学 应用数学 趋同(经济学) 数学优化 人工智能 数学 算法 物理 数学分析 经济增长 政治学 经济 法学 天文
作者
Guanhang Lei,Zhen Lei,Lei Shi,Chenyu Zeng,Ding‐Xuan Zhou
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:2
标识
DOI:10.48550/arxiv.2308.09605
摘要

Physics-informed neural networks (PINNs) have been demonstrated to be efficient in solving partial differential equations (PDEs) from a variety of experimental perspectives. Some recent studies have also proposed PINN algorithms for PDEs on surfaces, including spheres. However, theoretical understanding of the numerical performance of PINNs, especially PINNs on surfaces or manifolds, is still lacking. In this paper, we establish rigorous analysis of the physics-informed convolutional neural network (PICNN) for solving PDEs on the sphere. By using and improving the latest approximation results of deep convolutional neural networks and spherical harmonic analysis, we prove an upper bound for the approximation error with respect to the Sobolev norm. Subsequently, we integrate this with innovative localization complexity analysis to establish fast convergence rates for PICNN. Our theoretical results are also confirmed and supplemented by our experiments. In light of these findings, we explore potential strategies for circumventing the curse of dimensionality that arises when solving high-dimensional PDEs.

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
共享精神应助林一采纳,获得10
刚刚
Orange应助薇洛的打火机采纳,获得10
刚刚
InoriLove完成签到,获得积分10
刚刚
大模型应助高高的采蓝采纳,获得10
刚刚
wyk完成签到,获得积分10
2秒前
baifeng完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
天空城主完成签到,获得积分10
4秒前
受伤尔蓝完成签到,获得积分10
4秒前
可爱的函函应助fst采纳,获得10
4秒前
Owen应助晓宇知音采纳,获得10
5秒前
好嘞完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
潇洒雁风发布了新的文献求助10
9秒前
无极微光应助yinch采纳,获得20
10秒前
英姑应助yinch采纳,获得10
10秒前
10秒前
JingMa发布了新的文献求助10
11秒前
CipherSage应助平常的白猫采纳,获得10
13秒前
15秒前
酷波er应助夏弥2016采纳,获得10
17秒前
17秒前
美满的珠完成签到 ,获得积分10
17秒前
FashionBoy应助潇洒雁风采纳,获得10
17秒前
cpxliteratur完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI6.3应助鳗鱼匕采纳,获得10
19秒前
夏弥2016完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
ephore应助爱学习的叭叭采纳,获得30
21秒前
汉堡包应助等待的音响采纳,获得10
22秒前
俏皮谷蓝发布了新的文献求助10
22秒前
Akim应助JingMa采纳,获得10
24秒前
24秒前
26秒前
eloise完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
森山完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
30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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Superabsorbent Polymers: Synthesis, Properties and Applications 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
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 6351680
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8166200
关于积分的说明 17185782
捐赠科研通 5407783
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862981
邀请新用户注册赠送积分活动 1840543
关于科研通互助平台的介绍 1689612