清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!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,伴您科研之路漫漫前行!

Physics-informed graph neural Galerkin networks: A unified framework for solving PDE-governed forward and inverse problems

多边形网格 计算机科学 数学优化 偏微分方程 人工神经网络 非线性系统 理论计算机科学 数学 算法 人工智能 量子力学 物理 计算机图形学(图像) 数学分析
作者
Han Gao,Matthew J. Zahr,Jianxun Wang
出处
期刊:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering [Elsevier]
卷期号:390: 114502-114502 被引量:231
标识
DOI:10.1016/j.cma.2021.114502
摘要

Despite the great promise of the physics-informed neural networks (PINNs) in solving forward and inverse problems, several technical challenges are present as roadblocks for more complex and realistic applications. First, most existing PINNs are based on point-wise formulation with fully-connected networks to learn continuous functions, which suffer from poor scalability and hard boundary enforcement. Second, the infinite search space over-complicates the non-convex optimization for network training. Third, although the convolutional neural network (CNN)-based discrete learning can significantly improve training efficiency, CNNs struggle to handle irregular geometries with unstructured meshes. To properly address these challenges, we present a novel discrete PINN framework based on graph convolutional network (GCN) and variational structure of PDE to solve forward and inverse partial differential equations (PDEs) in a unified manner. The use of a piecewise polynomial basis can reduce the dimension of search space and facilitate training and convergence. Without the need of tuning penalty parameters in classic PINNs, the proposed method can strictly impose boundary conditions and assimilate sparse data in both forward and inverse settings. The flexibility of GCNs is leveraged for irregular geometries with unstructured meshes. The effectiveness and merit of the proposed method are demonstrated over a variety of forward and inverse computational mechanics problems governed by both linear and nonlinear PDEs.
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
21秒前
僵尸吃掉了我的脑子完成签到 ,获得积分10
21秒前
萝卜猪完成签到,获得积分10
30秒前
cccchang完成签到,获得积分20
35秒前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
YXY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
激动的似狮完成签到,获得积分10
2分钟前
科科研研up完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
LeoBigman完成签到 ,获得积分10
3分钟前
tt完成签到,获得积分10
3分钟前
zzh完成签到,获得积分20
3分钟前
001完成签到,获得积分0
3分钟前
gtgyh完成签到 ,获得积分10
4分钟前
涛1完成签到 ,获得积分10
4分钟前
害怕的恶天完成签到,获得积分10
4分钟前
sunwsmile完成签到 ,获得积分10
4分钟前
田様应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
oleskarabach发布了新的文献求助10
4分钟前
gqw3505完成签到,获得积分10
4分钟前
在水一方完成签到,获得积分0
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
隐形曼青应助zzh采纳,获得10
5分钟前
cjn发布了新的文献求助10
5分钟前
5分钟前
zzh发布了新的文献求助10
5分钟前
Hiraeth完成签到 ,获得积分10
7分钟前
yyds完成签到,获得积分0
7分钟前
睡够了不困完成签到,获得积分10
7分钟前
汪鸡毛完成签到 ,获得积分10
7分钟前
Harrison完成签到,获得积分10
7分钟前
Harrison发布了新的文献求助10
7分钟前
小亮完成签到 ,获得积分10
8分钟前
gszy1975完成签到,获得积分10
9分钟前
Alisha完成签到,获得积分10
9分钟前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(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
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 961
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 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 5450132
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4558026
关于积分的说明 14265309
捐赠科研通 4481397
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2454792
邀请新用户注册赠送积分活动 1445571
关于科研通互助平台的介绍 1421511