We propose the GENERIC formalism informed neural networks (GFINNs) that obey the symmetric degeneracy conditions of the GENERIC formalism. GFINNs comprise two modules, each of which contains two components. We model each component using a neural network whose architecture is designed to satisfy the required conditions. The component-wise architecture design provides flexible ways of leveraging available physics information into neural networks. We prove theoretically that GFINNs are sufficiently expressive to learn the underlying equations, hence establishing the universal approximation theorem. We demonstrate the performance of GFINNs in three simulation problems: gas containers exchanging heat and volume, thermoelastic double pendulum and the Langevin dynamics. In all the examples, GFINNs outperform existing methods, hence demonstrating good accuracy in predictions for both deterministic and stochastic systems.


翻译:我们建议GENERIC正规化信息神经网络(GFINNs)遵守GENENERIC正规化的对称退化条件。GFINNs由两个模块组成,每个模块包含两个组成部分。我们使用神经网络对每个组件进行模型,而神经网络的设计是用来满足所需条件的。构件型建筑设计提供了将现有物理信息运用到神经网络的灵活方法。我们从理论上证明GFINNs有足够的表达性来学习基本方程,从而建立了通用近似理论。我们展示了GFINNs在三个模拟问题中的表现:气体容器交换热量和体积、热力双曲和兰格文动力。在所有例子中,GFINNs都超越了现有方法,从而显示了确定性和切视系统预测的准确性。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月2日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
155+阅读 · 2020年5月26日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
已删除
架构文摘
3+阅读 · 2019年4月17日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月18日
VIP会员
相关资讯
已删除
架构文摘
3+阅读 · 2019年4月17日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员