Mesh-based approaches are fundamental to solving physics-based simulations, however, they require significant computational efforts, especially for highly non-linear problems. Deep learning techniques accelerate physics-based simulations, however, they fail to perform efficiently as the size and complexity of the problem increases. Hence in this work, we propose MAgNET: Multi-channel Aggregation Network, a novel geometric deep learning framework for performing supervised learning on mesh-based graph data. MAgNET is based on the proposed MAg (Multichannel Aggregation) operation which generalises the concept of multi-channel local operations in convolutional neural networks to arbitrary non-grid inputs. MAg can efficiently perform non-linear regression mapping for graph-structured data. MAg layers are interleaved with the proposed novel graph pooling operations to constitute a graph U-Net architecture that is robust, handles arbitrary complex meshes and scales efficiently with the size of the problem. Although not limited to the type of discretisation, we showcase the predictive capabilities of MAgNET for several non-linear finite element simulations.


翻译:以网路为基础的方法对于解决以物理为基础的模拟至关重要,但是,它们需要大量的计算努力,特别是对于高度非线性的问题。深层学习技术加速了以物理为基础的模拟,然而,随着问题的规模和复杂性的增加,它们未能有效地发挥作用。因此,我们提议在这项工作中,MagNET:多通道聚合网络,这是一个用于对以网路为基础的图形数据进行有监督的学习的新颖的深深地球学习框架。MAgNET基于拟议的Mag(多通道聚合)操作,该操作将动态神经网络中多通道的地方操作概念概括为任意的非电网性输入。MAGNET可以高效地对图形结构数据进行非线性回归映射。MAg层与拟议的新的图形集合操作相互连接,构成一个坚固的图形U-网结构,处理任意的复杂模件和与问题大小相适应的尺度。虽然不局限于离心型类型,但我们展示了MAgNET的预测能力,用于若干非线性固定元素模拟。

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