数学 > 数值分析
[提交于 2024年12月2日
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标题: 使用显式指数积分方法训练刚性神经微分方程
标题: Training Stiff Neural Ordinary Differential Equations with Explicit Exponential Integration Methods
摘要: 刚性常微分方程(ODE)在许多科学和工程领域中很常见,但标准的神经ODE方法难以准确学习这些刚性系统,这成为神经ODE广泛采用的重大障碍。 在我们之前的工作中,我们通过利用单步隐式方法来解决刚性神经ODE的问题。 虽然有效,但这些隐式方法计算成本高且实现复杂。 本文扩展了我们之前的工作,探讨显式指数积分方法作为一种更高效的替代方案。 我们评估了这些显式方法处理神经ODE中刚性动力学的潜力,旨在提高它们在更广泛的科学和工程问题中的适用性。 我们发现积分因子欧拉(IF Euler)方法在稳定性和效率方面表现出色。 尽管隐式方案无法训练刚性范德波尔振子,但IF Euler方法即使在大步长下也能成功。 然而,IF Euler的一阶精度限制了其应用,开发适用于刚性神经ODE的高阶方法仍然是一个开放的研究问题。
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