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
1秒前
丘比特应助chengche采纳,获得10
1秒前
111222333完成签到,获得积分10
1秒前
烟花应助苏州第一深情采纳,获得10
1秒前
1秒前
yangzhixiao发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
尔尔完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
peeer完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
fjhsg25完成签到,获得积分20
4秒前
西西完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
田田田完成签到,获得积分10
4秒前
FashionBoy应助抗体药物偶联采纳,获得10
5秒前
5秒前
HaiYan03完成签到,获得积分10
5秒前
zhangwj226完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
小瑞完成签到,获得积分10
6秒前
qingzhi完成签到,获得积分20
6秒前
开放小小发布了新的文献求助10
6秒前
涓尘完成签到,获得积分20
6秒前
吴丹发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
风中麦片完成签到,获得积分10
7秒前
科研q发布了新的文献求助10
7秒前
光芒万丈发布了新的文献求助10
7秒前
fjhsg25发布了新的文献求助10
7秒前
lily完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.1应助slience采纳,获得10
8秒前
老麦完成签到,获得积分10
8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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043522
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7806800
关于积分的说明 16240738
捐赠科研通 5189292
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776883
邀请新用户注册赠送积分活动 1759902
关于科研通互助平台的介绍 1643374