On the use of graph neural networks and shape‐function‐based gradient computation in the deep energy method

计算 人工神经网络 功能(生物学) 计算机科学 图形 应用数学 数学 算法 人工智能 理论计算机科学 进化生物学 生物
作者
Junyan He,Diab Abueidda,Seid Korić,Iwona Jasiuk
出处
期刊:International Journal for Numerical Methods in Engineering [Wiley]
卷期号:124 (4): 864-879 被引量:39
标识
DOI:10.1002/nme.7146
摘要

Abstract A graph convolutional network (GCN) is employed in the deep energy method (DEM) model to solve the momentum balance equation in three‐dimensional space for the deformation of linear elastic and hyperelastic materials due to its ability to handle irregular domains over the traditional DEM method based on a multilayer perceptron (MLP) network. The method's accuracy and solution time are compared to the DEM model based on a MLP network. We demonstrate that the GCN‐based model delivers similar accuracy while having a shorter run time through numerical examples. Two different spatial gradient computation techniques, one based on automatic differentiation (AD) and the other based on shape function (SF) gradients, are also accessed. We provide a simple example to demonstrate the strain localization instability associated with the AD‐based gradient computation and show that the instability exists in more general cases by four numerical examples. The SF‐based gradient computation is shown to be more robust and delivers an accurate solution even at severe deformations. Therefore, the combination of the GCN‐based DEM model and SF‐based gradient computation is potentially a promising candidate for solving problems involving severe material and geometric nonlinearities.
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
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
香蕉觅云应助初晨采纳,获得10
1秒前
zzfire发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
青屿发布了新的文献求助10
2秒前
布干维尔岛耐摔王完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
CardiB完成签到,获得积分10
4秒前
WYW完成签到,获得积分20
4秒前
yyy完成签到,获得积分10
5秒前
Zr发布了新的文献求助20
5秒前
所所应助王三采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
腼腆的天荷完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
8秒前
在水一方应助D调的华丽采纳,获得10
9秒前
9秒前
丫丫发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
天天快乐应助cgq采纳,获得10
10秒前
英俊的铭应助tktk采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.3应助Puffkten采纳,获得10
11秒前
Zr发布了新的文献求助10
12秒前
cdercder应助铁板小土豆采纳,获得10
13秒前
ASIS完成签到,获得积分10
13秒前
腼腆的天荷关注了科研通微信公众号
14秒前
14秒前
14秒前
aa完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
WYW发布了新的文献求助10
15秒前
大大大同完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
张宇完成签到,获得积分10
16秒前
呵呵呵发布了新的文献求助10
16秒前
背后尔容完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7244301
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8868396
关于积分的说明 18707272
捐赠科研通 6919421
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3196939
关于科研通互助平台的介绍 2370843
邀请新用户注册赠送积分活动 2171645