Avances en redes neuronales informadas por la física para compuestos laminados: una revisión exhaustiva
Autores: Khalid, Salman; Yazdani, Muhammad Haris; Azad, Muhammad Muzammil; Elahi, Muhammad Umar; Raouf, Izaz; Kim, Heung Soo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Avances en redes neuronales informadas por la física para compuestos laminados: una revisión exhaustiva
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Redes neuronales informadas por la física
Compuestos laminados
Aprendizaje automático
Monitoreo de salud estructural
Modelado multi-escala
Análisis de esfuerzo-deformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Las Redes Neuronales Informadas por Física (PINNs) integran principios de física con aprendizaje automático, ofreciendo soluciones innovadoras para desafíos de modelado complejos. Los compuestos laminados, caracterizados por su comportamiento anisotrópico, estructuras multicapa e intrincadas interacciones entre capas, plantean desafíos significativos para los métodos computacionales tradicionales. Las PINNs abordan estos problemas al incrustar leyes físicas gobernantes directamente en arquitecturas de redes neuronales, permitiendo un modelado eficiente y preciso. Esta revisión proporciona una visión general completa de las PINNs aplicadas a compuestos laminados, destacando metodologías avanzadas como las PINNs híbridas, las PINNs de espacio k, las PINNs con restricciones teóricas, las PINNs óptimas y las PINNs disyuntas. Se exploran aplicaciones clave, incluyendo monitoreo de salud estructural (SHM), análisis estructural, análisis de esfuerzo-deformación y falla, y modelado multiescala, para ilustrar cómo las PINNs optimizan configuraciones de materiales y mejoran la confiabilidad estructural. Además, esta revisión examina los desafíos asociados con la implementación de las PINNs e identifica futuras direcciones para avanzar aún más en sus capacidades. Al cerrar la brecha entre modelos clásicos basados en física y técnicas basadas en datos, esta revisión avanza en la comprensión de las metodologías de PINN para compuestos laminados y destaca su papel transformador en abordar complejidades de modelado y resolver problemas del mundo real.
Descripción
Las Redes Neuronales Informadas por Física (PINNs) integran principios de física con aprendizaje automático, ofreciendo soluciones innovadoras para desafíos de modelado complejos. Los compuestos laminados, caracterizados por su comportamiento anisotrópico, estructuras multicapa e intrincadas interacciones entre capas, plantean desafíos significativos para los métodos computacionales tradicionales. Las PINNs abordan estos problemas al incrustar leyes físicas gobernantes directamente en arquitecturas de redes neuronales, permitiendo un modelado eficiente y preciso. Esta revisión proporciona una visión general completa de las PINNs aplicadas a compuestos laminados, destacando metodologías avanzadas como las PINNs híbridas, las PINNs de espacio k, las PINNs con restricciones teóricas, las PINNs óptimas y las PINNs disyuntas. Se exploran aplicaciones clave, incluyendo monitoreo de salud estructural (SHM), análisis estructural, análisis de esfuerzo-deformación y falla, y modelado multiescala, para ilustrar cómo las PINNs optimizan configuraciones de materiales y mejoran la confiabilidad estructural. Además, esta revisión examina los desafíos asociados con la implementación de las PINNs e identifica futuras direcciones para avanzar aún más en sus capacidades. Al cerrar la brecha entre modelos clásicos basados en física y técnicas basadas en datos, esta revisión avanza en la comprensión de las metodologías de PINN para compuestos laminados y destaca su papel transformador en abordar complejidades de modelado y resolver problemas del mundo real.