Deep neural networks have garnered widespread attention due to their simplicity and flexibility in the fields of engineering and scientific calculation. In this study, we probe into solving a class of elliptic partial differential equations(PDEs) with multiple scales by utilizing Fourier-based mixed physics informed neural networks(dubbed FMPINN), its solver is configured as a multi-scale deep neural network. In contrast to the classical PINN method, a dual (flux) variable about the rough coefficient of PDEs is introduced to avoid the ill-condition of neural tangent kernel matrix caused by the oscillating coefficient of multi-scale PDEs. Therefore, apart from the physical conservation laws, the discrepancy between the auxiliary variables and the gradients of multi-scale coefficients is incorporated into the cost function, then obtaining a satisfactory solution of PDEs by minimizing the defined loss through some optimization methods. Additionally, a trigonometric activation function is introduced for FMPINN, which is suited for representing the derivatives of complex target functions. Handling the input data by Fourier feature mapping will effectively improve the capacity of deep neural networks to solve high-frequency problems. Finally, to validate the efficiency and robustness of the proposed FMPINN algorithm, we present several numerical examples of multi-scale problems in various dimensional Euclidean spaces. These examples cover both low-frequency and high-frequency oscillation cases, demonstrating the effectiveness of our approach. All code and data accompanying this manuscript will be made publicly available at \href{https://github.com/Blue-Giant/FMPINN}{https://github.com/Blue-Giant/FMPINN}.


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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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