Deep Hidden Physics Models: Deep Learning of Nonlinear Partial\n Differential Equations

非线性系统 深度学习 偏微分方程 人工智能 物理 应用数学 统计物理学 计算机科学 数学 量子力学
作者
Maziar Raissi
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:303
标识
DOI:10.48550/arxiv.1801.06637
摘要

A long-standing problem at the interface of artificial intelligence and\napplied mathematics is to devise an algorithm capable of achieving human level\nor even superhuman proficiency in transforming observed data into predictive\nmathematical models of the physical world. In the current era of abundance of\ndata and advanced machine learning capabilities, the natural question arises:\nHow can we automatically uncover the underlying laws of physics from\nhigh-dimensional data generated from experiments? In this work, we put forth a\ndeep learning approach for discovering nonlinear partial differential equations\nfrom scattered and potentially noisy observations in space and time.\nSpecifically, we approximate the unknown solution as well as the nonlinear\ndynamics by two deep neural networks. The first network acts as a prior on the\nunknown solution and essentially enables us to avoid numerical differentiations\nwhich are inherently ill-conditioned and unstable. The second network\nrepresents the nonlinear dynamics and helps us distill the mechanisms that\ngovern the evolution of a given spatiotemporal data-set. We test the\neffectiveness of our approach for several benchmark problems spanning a number\nof scientific domains and demonstrate how the proposed framework can help us\naccurately learn the underlying dynamics and forecast future states of the\nsystem. In particular, we study the Burgers', Korteweg-de Vries (KdV),\nKuramoto-Sivashinsky, nonlinear Schr\\"{o}dinger, and Navier-Stokes equations.\n
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
刚刚
xss发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
zhou完成签到,获得积分20
1秒前
云飞扬发布了新的文献求助10
1秒前
小羊呀发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
传奇3应助灵巧忆南采纳,获得10
2秒前
憎恨完成签到 ,获得积分20
2秒前
冷静毛巾发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
天天快乐应助小胡爱学习采纳,获得10
3秒前
you完成签到,获得积分10
3秒前
研友_VZG7GZ应助代俊采纳,获得10
4秒前
4秒前
慕青应助橘猫采纳,获得10
4秒前
健忘的溪灵完成签到 ,获得积分10
4秒前
妮妮完成签到 ,获得积分10
4秒前
Xue完成签到,获得积分10
4秒前
天蓝色完成签到,获得积分10
4秒前
宁双关注了科研通微信公众号
5秒前
myuniv完成签到,获得积分10
5秒前
啊德哈卡完成签到,获得积分10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
林木木发布了新的文献求助10
6秒前
gardenia完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
大帅发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
666发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
三横一竖完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
bbd发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
管遥完成签到,获得积分10
11秒前
无花果应助Mia采纳,获得10
11秒前
11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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
从k到英国情人 1700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5775898
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5626860
关于积分的说明 15440309
捐赠科研通 4908245
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2641119
邀请新用户注册赠送积分活动 1588887
关于科研通互助平台的介绍 1543782