Redes neuronales profundas con Spacetime RBF para resolver problemas directos e inversos en el proceso de difusión
Autores: Ku, Cheng-Yu; Liu, Chih-Yu; Chiu, Yu-Jia; Chen, Wei-Da
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Redes neuronales profundas con Spacetime RBF para resolver problemas directos e inversos en el proceso de difusión
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Redes neuronales profundas
Funciones de base radial
Problemas de difusión
Fronteras espacio-temporales
Soluciones numéricas
Problemas inversos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un enfoque de red neuronal profunda que utiliza funciones de base radial (RBFs) para resolver problemas directos e inversos en el proceso de difusión. La capa de entrada incorpora RBFs multiquádricas (MQ), simbolizando la distancia radial entre los puntos de límite en el límite espacio-temporal y los puntos fuente posicionados fuera del límite espacio-temporal. La capa de salida son los datos iniciales y de límite dados por soluciones analíticas de la ecuación de difusión. Utilizando el concepto de las coordenadas espacio-temporales, las aproximaciones para problemas de difusión directos e inversos implican asignar datos iniciales en los límites espacio-temporales inferiores o superiores, respectivamente. Al eliminarse la necesidad de discretización de la ecuación gobernante, nuestro enfoque directo utiliza solo los datos de límite proporcionados y RBFs MQ. Para validar el método propuesto, se examinan varios escenarios de difusión, incluidos problemas directos, inversos y con ruido. Los resultados indican que el método puede lograr soluciones numéricas de alta precisión para resolver problemas de difusión. Es notable que solo se conocen 1/4 de las condiciones iniciales y de límite, sin embargo, el método aún produce resultados precisos.
Descripción
Este estudio presenta un enfoque de red neuronal profunda que utiliza funciones de base radial (RBFs) para resolver problemas directos e inversos en el proceso de difusión. La capa de entrada incorpora RBFs multiquádricas (MQ), simbolizando la distancia radial entre los puntos de límite en el límite espacio-temporal y los puntos fuente posicionados fuera del límite espacio-temporal. La capa de salida son los datos iniciales y de límite dados por soluciones analíticas de la ecuación de difusión. Utilizando el concepto de las coordenadas espacio-temporales, las aproximaciones para problemas de difusión directos e inversos implican asignar datos iniciales en los límites espacio-temporales inferiores o superiores, respectivamente. Al eliminarse la necesidad de discretización de la ecuación gobernante, nuestro enfoque directo utiliza solo los datos de límite proporcionados y RBFs MQ. Para validar el método propuesto, se examinan varios escenarios de difusión, incluidos problemas directos, inversos y con ruido. Los resultados indican que el método puede lograr soluciones numéricas de alta precisión para resolver problemas de difusión. Es notable que solo se conocen 1/4 de las condiciones iniciales y de límite, sin embargo, el método aún produce resultados precisos.