With recent study of the deep learning in scientific computation, the PINNs method has drawn widespread attention for solving PDEs. Compared with traditional methods, PINNs can efficiently handle high-dimensional problems, while the accuracy is relatively low, especially for highly irregular problems. Inspired by the idea of adaptive finite element methods and incremental learning, we propose GAS, a Gaussian mixture distribution-based adaptive sampling method for PINNs. During the training procedure, GAS uses the current residual information to generate a Gaussian mixture distribution for the sampling of additional points, which are then trained together with history data to speed up the convergence of loss and achieve a higher accuracy. Several numerical simulations on 2d to 10d problems show that GAS is a promising method which achieves the state-of-the-art accuracy among deep solvers, while being comparable with traditional numerical solvers.


翻译:随着科学计算中深度学习的研究,PINNs 方法因其高效处理高维问题而受到广泛关注,而其精度相对较低,特别是在高度不规则问题中表现不佳。受自适应有限元方法和增量学习的思想启发,我们提出了 GAS,一种基于高斯混合分布的自适应采样方法用于 PINNs。在训练过程中,GAS 利用当前残差信息生成高斯混合分布,以用于额外采样点的训练,这些点与历史数据一起训练,以加速损失的收敛并实现更高的精度。在 2d 到 10d 问题的几项数值模拟中表明,GAS 是一种有前途的方法,其在深度求解器中实现了最先进的精度,同时与传统数值求解器相当。

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