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Green 多网格网络

数值分析 2024-07-08 v1 机器学习 数值分析

摘要

GreenLearning 网络 (GL) 直接学习物理空间中的 Green 函数,因而成为捕获偏微分方程 (PDEs) 未知解算子的可解释模型。对于许多 PDEs,对应的 Green 函数表现出渐近光滑性。在本文中,我们提出了名为 GreenMGNet 的框架,这是针对一类渐近光滑 Green 函数的算子学习算法。与 pioneers GL 相比,新框架在准确性和效率上都有所提升,从而实现了显著的改进。GreenMGNet 由两个技术新颖之处构成。首先,将 Green 函数建模为分段函数,以考虑其在超平面某些部分的奇异行为。这种分段函数随后通过带增强输出的神经网络 (AugNN) 进行近似,以准确捕捉奇异性。其次,利用渐近光滑性将 Multi-Level Multi-Integration (MLMI) 算法应用于训练和推断阶段。 presented several test cases of operator learning to demonstrate the accuracy and effectiveness of the proposed method. 在一维测试问题中,GreenMGNet 平均实现了 3.8%3.8\%39.15%39.15\% 的准确性提升;而对于 GL 来说,GreenMGNet 只需约 10%10\% 的完整网格数据,即可实现 55.9%55.9\%92.5%92.5\% 的训练时间和 GPU 内存成本降低;对于二维测试问题,分别降低 37.7%37.7\%62.5%62.5\%

关键词

引用

@article{arxiv.2407.03593,
  title  = {Green Multigrid Network},
  author = {Ye Lin and Young Ju Lee and Jiwei Jia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.03593},
  year   = {2024}
}