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使用物理信息深度均衡模型求解微分方程

Solving Differential Equations using Physics-Informed Deep Equilibrium Models

Federal University of Santa Catarina(圣卡塔琳娜联邦大学)

Bruno Machado Pacheco, Eduardo Camponogara

AI总结:

本文提出物理信息深度均衡模型(PIDEQs),融合深度均衡模型的隐式输出表示与物理信息训练技术,用于高效求解常微分方程初值问题,并以 Van der Pol 振荡器验证其有效性。

摘要:

本文介绍了用于求解常微分方程(ODEs)初值问题(IVPs)的物理信息深度均衡模型(PIDEQs)。PIDEQs 利用深度均衡模型(DEQs)和物理信息神经网络(PINNs)的最新进展,将 DEQs 的隐式输出表示与物理信息训练技术相结合。我们以 Van der Pol 振荡器作为基准问题验证 PIDEQs,展示其在求解 IVPs 方面的效率和有效性。我们的分析包括优化 PIDEQ 性能的关键超参数考虑因素。通过连接深度学习与基于物理的建模,这项工作推进了求解 IVPs 的计算技术,对科学计算和工程应用具有重要意义。

英文摘要:

This paper introduces Physics-Informed Deep Equilibrium Models (PIDEQs) for solving initial value problems (IVPs) of ordinary differential equations (ODEs). Leveraging recent advancements in deep equilibrium models (DEQs) and physics-informed neural networks (PINNs), PIDEQs combine the implicit output representation of DEQs with physics-informed training techniques. We validate PIDEQs using the Van der Pol oscillator as a benchmark problem, demonstrating their efficiency and effectiveness in solving IVPs. Our analysis includes key hyperparameter considerations for optimizing PIDEQ performance. By bridging deep learning and physics-based modeling, this work advances computational techniques for solving IVPs, with implications for scientific computing and engineering applications.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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