In this paper we develop a neural network for the numerical simulation of time-dependent linear transport equations with diffusive scaling and uncertainties. The goal of the network is to resolve the computational challenges of curse-of-dimensionality and multiple scales of the problem. We first show that a standard Physics-Informed Neural Network (PINNs) fails to capture the multiscale nature of the problem, hence justifies the need to use Asymptotic-Preserving Neural Networks (APNNs). We show that not all classical AP formulations are fit for the neural network approach. We construct a micro-macro decomposition based neutral network, and also build in a mass conservation mechanism into the loss function, in order to capture the dynamic and multiscale nature of the solutions. Numerical examples are used to demonstrate the effectiveness of this APNNs.


翻译:在本文中,我们开发了一个神经网络,用于对具有不同尺寸和不确定性的时间依赖线性传输方程式进行数字模拟。网络的目标是解决多层面诅咒和问题多重尺度的计算挑战。我们首先表明,标准的物理成形神经网络(PINNs)未能捕捉到问题的多尺度性质,因此证明有必要使用Asymptistic-Pavisive NealNetworks(APNNSs) 。我们表明,并非所有传统的AP方程式都适合神经网络方法。我们建造了一个基于微型-宏观的中性分解网,并将一个大规模保护机制纳入损失功能,以便捕捉解决办法的动态和多尺度性质。我们用一些数字例子来证明这种APNNs的有效性。

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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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