数学 > 数值分析
[提交于 2024年11月8日
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标题: $γ$- 深度DSM用于界面重构:算子学习和一个学习自动有限元方法软件包
标题: $γ$-deepDSM for interface reconstruction: operator learning and a Learning-Automated FEM package
摘要: 在这项工作中,我们提出了一种用于求解偏微分方程(PDEs)中的边界值反问题的算子学习(OpL)方法,重点是从边界数据中恢复扩散系数。 受经典直接采样方法(DSM)的启发,我们的算子学习器,命名为$\gamma$-deepDSM,有两个关键组件:(1) 一个数据特征生成过程,该过程对边界数据应用可学习的分数拉普拉斯-贝尔特拉米算子,以及 (2) 一个在这些数据特征上操作的卷积神经网络,以产生重建结果。 为了促进这一工作流程,利用 FEALPy\cite{wei2024fealpy},一个跨平台的计算机辅助工程引擎,我们的另一个贡献是开发一组与 PyTorch 完全集成的有限元方法(FEM)模块,称为学习自动化有限元方法(LA-FEM)。 FEALPy 中的新 LA-FEM 模块方便地允许高效的并行 GPU 计算、PDE 的批量计算和自动微分,而无需额外的循环、数据格式转换或设备间传输。 借助 LA-FEM,具有可学习参数的 PDE 求解器可以直接集成到神经网络模型中。
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