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神经算子遇见共轭梯度法:用于高效求解偏微分方程的 FCG-NO 方法

数值分析 2024-02-09 v1 数值分析

摘要

偏微分方程的深度学习求解器通常精度有限。我们提出通过使用它们作为预条件子来克服这一问题。具体而言,我们应用离散化不变的神经算子来学习灵活共轭梯度法(FCG)的预条件子。该架构 paired with 新颖的损失函数和训练方案,使得能够学习可跨不同分辨率使用的高效预条件子。在理论方面,FCG 理论允许我们安全地使用非线性预条件子,这些预条件子可在 O(N)O(N) 次操作中应用,而无需限制预条件子矩阵的形式。为了证明学习方案组件(损失函数和训练数据收集方式)的合理性,我们进行了多项消融研究。数值结果表明,我们的方法与经典预条件子相比具有优势,并允许将针对较低分辨率学习的预条件子复用于较高分辨率的数据。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.05598,
  title  = {Neural operators meet conjugate gradients: The FCG-NO method for efficient PDE solving},
  author = {Alexander Rudikov and Vladimir Fanaskov and Ekaterina Muravleva and Yuri M. Laevsky and Ivan Oseledets},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05598},
  year   = {2024}
}

备注

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