一种基于极限学习机的高维计算 PDEs 方法

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内容提要

该文提出了两种基于随机神经网络解决高维偏微分方程的方法,避免了维度增加引发的指数级增长。这些方法在多个高维PDE上展示了良好性能,成本效益高且更准确。

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关键要点

  • 提出了两种基于随机神经网络的方法解决高维偏微分方程 (PDE)。
  • 这两种方法避免了维度增加引发的指数级增长问题。
  • 第一种方法使用随机前向神经网络表示未知解域,隐藏层参数随机分配并固定,输出层参数进行训练。
  • 通过最小二乘法解决线性或非线性代数系统以训练网络参数。
  • 第二种方法通过被约束表达式重新描述高维 PDE 问题,避免了 TFC 项数量的指数级增长。
  • 自由域函数由随机神经网络表示,并通过类似于第一种方法的过程进行训练。
  • 进行了大量数值模拟,展示了这些方法在多个高维线性/非线性静态/动态 PDE 上的性能。
  • 与基于物理知识的神经网络 (PINN) 方法相比,当前方法在高维 PDEs 上具有更高的成本效益和准确性。
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