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随机分数神经算子:用于复杂流体动力学中的湍流建模的对称化方法

机器学习 2025-05-22 v1 数值分析 数值分析 机器学习

摘要

本文介绍了一种新型神经网络算子类,用于处理内存效应和随机性在问题中发挥核心作用的情形。这些算子融合了对称化激活函数、卡普托类型分数导数以及通过意타类型噪声引入的随机扰动。其结果是一种强大的框架,能够近似随时间演化且具有长期记忆和不确定动力学的函数。我们发展了这些算子的数学基础,证明了三条维洛尔诺斯卡ya类型关键定理。这些结果描述了算子在意义上的渐近行为、均方意义上的收敛性,以及在分数正则性假设下的一致性。所有估计都显式地考虑了记忆参数 α\alpha 和噪声水平 σ\sigma 的影响。作为实际应用,我们将所提出的理论应用于具有随机强迫的分数 Navier-Stokes 方程,这一模型常用于描述具有记忆性的流体流动中的湍流。我们的ethods提供了近似质量的理论保证,并表明这些神经算子可作为复杂系统分析和仿真的有效工具。通过将神经网络、分数微积分和随机分析的思想融合在一起,本研究为建模具有记忆和随机性的多尺度过程开辟了新视角。这些结果为具有强大分析支撑的混合学习方法奠定了基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.14700,
  title  = {Stochastic Fractional Neural Operators: A Symmetrized Approach to Modeling Turbulence in Complex Fluid Dynamics},
  author = {Rômulo Damasclin Chaves dos Santos and Jorge Henrique de Oliveira Sales},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14700},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages