There has been an arising trend of adopting deep learning methods to study partial differential equations (PDEs). This article is to propose a Deep Learning Galerkin Method (DGM) for the closed-loop geothermal system, which is a new coupled multi-physics PDEs and mainly consists of a framework of underground heat exchange pipelines to extract the geothermal heat from the geothermal reservoir. This method is a natural combination of Galerkin Method and machine learning with the solution approximated by a neural network instead of a linear combination of basis functions. We train the neural network by randomly sampling the spatiotemporal points and minimize loss function to satisfy the differential operators, initial condition, boundary and interface conditions. Moreover, the approximate ability of the neural network is proved by the convergence of the loss function and the convergence of the neural network to the exact solution in L^2 norm under certain conditions. Finally, some numerical examples are carried out to demonstrate the approximation ability of the neural networks intuitively.


翻译:出现了采用深层次学习方法研究部分差异方程的趋势。本篇文章提议为闭环地热系统采用深学习Galerkin方法(DGM),这是一个新的多物理相联式PDE,主要包括地下热交换管道框架,以从地热水库中提取地热热。这种方法是Galerkin方法和机器学习与神经网络所近似的解决办法的自然结合,而不是基础功能的线性结合。我们通过随机抽样测点和尽量减少损失功能以满足不同操作者、初始条件、边界和界面条件,对神经网络进行训练,此外,神经网络的近似能力通过损失功能的趋同和神经网络在某些条件下与L%2规范中的确切解决办法的趋同得到证明。最后,一些数字实例用来直观地展示神经网络的近似能力。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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