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Curriculum learning-driven PIELMs for fluid flow simulations

delete2025-07-03
delete0
PRE
AI
V
Vikas Dwivedi
B
Bruno Sixou
M
Monica Sigovan
DOI:10.1016/j.neucom.2025.130924delete
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摘要

摘要

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• 基于课程学习的可解释PIELMs被提出,用于求解稳态和非稳态非线性偏微分方程(PDEs)。 • 所提出的PIELMs的输入层参数具有明确的物理意义,对应于径向基函数(RBF)核的中心和标准差。 • 据我们所知,本研究首次将PIELM应用于: - 求解Burgers方程的行进激波和驻定激波情况。 - 采用主要变量格式化,求解雷诺数Re = 100的Navier–Stokes方程。 • 所提出的PIELMs在求解弱非线性PDEs时展现出比PINNs显著的速度优势。例如,在求解雷诺数Re = 100的顶盖驱动空腔流时,先进的PINN变体SPINN需要13分钟,而PIELM仅需2分钟完成相同任务。 • 在求解强非线性PDEs方面,所提出的PIELMs在速度上与PINNs相当,同时在可学习参数数量上更为高效。 • 与典型优化算法不同,其训练历史缺乏物理意义;而在本案例中,迭代过程对应于雷诺数逐渐增大的流体流动。 • 除基准案例外,所提出的PIELM还被应用于模拟狭窄流动这一实际应用场景。

期刊

Neurocomputing 封面图
Neurocomputing
IF:
6.5
论文数:
2.5W
被引数:
6.5W

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