基于形态-变形解的偏微分方程顺序数据同吸收
数值分析
2025-04-08 v2 数值分析
动力系统
混沌动力学
摘要
形态-变形解(也称为演化型深度神经网络、简化的非线性解和神经Galerkin方案)是近期用于近似解时依赖偏微分方程(PDE)的新型方法类。本文引入一种用于在形态-变形解(SMS)中融合观测数据的方法。我们的方法采用预测-纠正方案,其中利用Newton迭代对SMS参数进行纠正。在观测点之间,使用SMS方程(一组常微分方程)将解向前演化。我们在一定条件下,证明了数据同吸收的SMS(DA-SMS)在均匀意义上收敛于系统的真实状态。我们在三个示例中展示了DA-SMS的有效性:非线性 Schrodinger方程、Kuramoto-Sivashinsky方程和二维输运扩散方程。我们的numerical结果表明,DA-SMS在稀疏观测和单次Newton迭代下即可收敛。
引用
@article{arxiv.2411.16593,
title = {Sequential data assimilation for PDEs using shape-morphing solutions},
author = {Zachary T. Hilliard and Mohammad Farazmand},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.16593},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in the Journal of Computational Physics