Solución numérica de la ecuación de Sine-Gordon mediante nuevas redes neuronales informadas por la física y dos métodos de diferencias finitas diferentes
Autores: Savovi, Svetislav; Ivanovi, Milo; Drljaa, Branko; Simovi, Ana
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Solución numérica de la ecuación de Sine-Gordon mediante nuevas redes neuronales informadas por la física y dos métodos de diferencias finitas diferentes
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Red de neuronas informada por la física
Método explícito de diferencias finitas
Método de diferencias finitas de preservación de positividad incondicional
Ecuación de Sine-Gordon
Soluciones analíticas
Solitones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio emplea un enfoque novedoso de red neuronal informada por la física (PINN), el método estándar de diferencias finitas explícitas (EFDM) y el método de diferencias finitas de preservación de positividad incondicional para abordar la ecuación de Sine-Gordon (SGE) unidimensional. Se investigan dos problemas de prueba con soluciones analíticas conocidas para demostrar la efectividad de estas técnicas. Si bien los tres enfoques empleados muestran una fuerte concordancia, nuestro análisis revela que los resultados de EFDM están en la mejor concordancia con las soluciones analíticas. Dada la concordancia consistente entre los resultados numéricos de EFDM, FDM de preservación de positividad incondicional y enfoque PINN y las soluciones analíticas, se recomiendan los tres métodos como opciones competitivas. Las técnicas de solución empleadas en este estudio pueden ser un activo valioso para los desarrolladores de modelos presentes y futuros que participan en varios fenómenos físicos de ondas no lineales, como la propagación de solitones en fibras ópticas.
Descripción
Este estudio emplea un enfoque novedoso de red neuronal informada por la física (PINN), el método estándar de diferencias finitas explícitas (EFDM) y el método de diferencias finitas de preservación de positividad incondicional para abordar la ecuación de Sine-Gordon (SGE) unidimensional. Se investigan dos problemas de prueba con soluciones analíticas conocidas para demostrar la efectividad de estas técnicas. Si bien los tres enfoques empleados muestran una fuerte concordancia, nuestro análisis revela que los resultados de EFDM están en la mejor concordancia con las soluciones analíticas. Dada la concordancia consistente entre los resultados numéricos de EFDM, FDM de preservación de positividad incondicional y enfoque PINN y las soluciones analíticas, se recomiendan los tres métodos como opciones competitivas. Las técnicas de solución empleadas en este estudio pueden ser un activo valioso para los desarrolladores de modelos presentes y futuros que participan en varios fenómenos físicos de ondas no lineales, como la propagación de solitones en fibras ópticas.