We propose using Machine Learning and Artificial Neural Networks (ANN) to enhance residual-based stabilization methods for advection-dominated differential problems. Specifically, in the context of the Finite Element method, we consider the Streamline Upwind Petrov-Galerkin (SUPG) stabilization method and we employ ANN to optimally choose the stabilization parameter on which the method relies. We generate our dataset by solving optimization problems to find the optimal stabilization parameters that minimize the distances among the numerical and the exact solutions for different data of differential problem and the numerical settings of the Finite Element method, e.g. mesh size and polynomial degree. The dataset generated is used to train the ANN, and we used the latter "online" to predict the optimal stabilization parameter to be used in the SUPG method for any given numerical setting and problem data. We show, by means of 1D and 2D numerical tests for the advection-dominated differential problem, that our ANN approach yields more accurate solution than using the conventional stabilization parameter for the SUPG method.


翻译:我们建议使用机器学习和人工神经网络(ANN)来强化基于残余的稳定方法,解决以消化为主的差别问题。具体地说,在“有限元素”方法的背景下,我们考虑“精简上风Petrov-Galerkin”(SUPG)稳定法,我们使用ANN来最佳地选择该方法所依赖的稳定参数。我们通过解决优化问题来生成我们的数据集,以找到最佳的稳定参数,这种稳定参数可以最大限度地减少差异问题不同数据之间的距离和确切的解决方案,以及精密元素方法的数值设置,例如网格大小和多元度。生成的数据集用于培训ANN,我们用后者“在线”来预测任何特定数字设置和问题数据在“SUPG”方法中使用的最佳稳定参数。我们通过1D和2D数字测试来测定以适应为主的差别问题,显示我们的“ANN”方法产生的解决方案比使用常规稳定参数对SUPG方法的精确。

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月30日
Arxiv
7+阅读 · 2020年6月29日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
104+阅读 · 2019年12月19日
Arxiv
6+阅读 · 2018年10月3日
VIP会员
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员