Can physics-informed neural networks beat the finite element method?

人工神经网络 有限元法 节拍(声学) 计算机科学 物理 统计物理学 人工智能 声学 热力学
作者
Tamara G. Grossmann,Urszula Julia Komorowska,Jonas Latz,Carola‐Bibiane Schönlieb
出处
期刊:Ima Journal of Applied Mathematics [Oxford University Press]
卷期号:89 (1): 143-174 被引量:96
标识
DOI:10.1093/imamat/hxae011
摘要

Abstract Partial differential equations (PDEs) play a fundamental role in the mathematical modelling of many processes and systems in physical, biological and other sciences. To simulate such processes and systems, the solutions of PDEs often need to be approximated numerically. The finite element method, for instance, is a usual standard methodology to do so. The recent success of deep neural networks at various approximation tasks has motivated their use in the numerical solution of PDEs. These so-called physics-informed neural networks and their variants have shown to be able to successfully approximate a large range of PDEs. So far, physics-informed neural networks and the finite element method have mainly been studied in isolation of each other. In this work, we compare the methodologies in a systematic computational study. Indeed, we employ both methods to numerically solve various linear and nonlinear PDEs: Poisson in 1D, 2D and 3D, Allen–Cahn in 1D, semilinear Schrödinger in 1D and 2D. We then compare computational costs and approximation accuracies. In terms of solution time and accuracy, physics-informed neural networks have not been able to outperform the finite element method in our study. In some experiments, they were faster at evaluating the solved PDE.
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
1秒前
KeLiang完成签到,获得积分10
1秒前
只是虚瘦完成签到,获得积分10
3秒前
传奇3应助小詹采纳,获得10
3秒前
4秒前
sweat完成签到,获得积分20
6秒前
yy030421发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
11秒前
临天下完成签到,获得积分10
11秒前
脑洞疼应助王哪跑12采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
EIEI完成签到,获得积分10
14秒前
明理立果发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
Owen应助yy030421采纳,获得10
17秒前
JC完成签到,获得积分10
18秒前
沉默诗兰发布了新的文献求助10
19秒前
虚心的唯雪完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI6应助幸福大白采纳,获得10
21秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
21秒前
科研通AI5应助幸福大白采纳,获得10
21秒前
科研通AI6应助幸福大白采纳,获得10
21秒前
zzm发布了新的文献求助10
23秒前
犹豫的弼发布了新的文献求助10
24秒前
zzz完成签到 ,获得积分10
24秒前
打打应助moonlin采纳,获得10
26秒前
27秒前
易水完成签到 ,获得积分10
28秒前
愿好完成签到,获得积分10
31秒前
zzm完成签到,获得积分20
31秒前
酷bile发布了新的文献求助10
31秒前
陈星庆完成签到,获得积分10
31秒前
飘逸数据线完成签到,获得积分10
32秒前
35秒前
Ava应助zzm采纳,获得10
36秒前
纯真电源发布了新的文献求助10
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
F-35B V2.0 How to build Kitty Hawk's F-35B Version 2.0 Model 1000
中国兽药产业发展报告 1000
Biodegradable Embolic Microspheres Market Insights 888
Quantum reference frames : from quantum information to spacetime 888
Pediatric Injectable Drugs 500
2025-2031全球及中国蛋黄lgY抗体行业研究及十五五规划分析报告(2025-2031 Global and China Chicken lgY Antibody Industry Research and 15th Five Year Plan Analysis Report) 400
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4438272
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3911607
关于积分的说明 12148447
捐赠科研通 3558292
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1953209
邀请新用户注册赠送积分活动 993039
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 888568