Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2507.12233v2

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 计算工程、金融与科学

arXiv:2507.12233v2 (cs)
[提交于 2025年7月16日 (v1) ,最后修订 2025年7月23日 (此版本, v2)]

标题: 微米力学的通用傅里叶神经算子

标题: Universal Fourier Neural Operators for Micromechanics

Authors:Binh Huy Nguyen, Matti Schneider
摘要: 求解均质化中的单元问题很困难,现有的深度学习框架无法达到传统计算框架的速度和通用性。 更具体地说,通常不清楚机器学习方法能期望什么,更不用说挑出哪些方法有前景了。 在本研究中,我们倡导使用傅里叶神经算子(FNOs)来解决微力学问题,并通过基于快速傅里叶变换(FFT)的计算微力学方法的见解来增强它们。 我们构建了一个FNO代理模型,模仿基于FFT方法的基本方案,并表明该结果算子仅在材料对比度约束下,就能以所需的精度预测任意刚度分布的单元问题的解。 特别是,对于材料对称性(如各向同性)、相数以及材料之间界面的几何形状没有任何限制。 此外,提供的保真度是精确且均匀的,提供了明确的保证,利用了我们对FNOs的物理增强。 为了展示所需的普遍逼近性质,我们显式构建了一个无需训练即可开始的FNO。 尽管如此,所获得的神经算子仍然符合基本方案的内存要求,并且运行时间与经典FFT求解器成比例。 特别是,可以轻松处理超过1亿个体素的大规模问题。 本工作的目标是强调FNOs在解决微力学问题方面的潜力,并将基于FFT的方法与FNOs联系起来。 这种联系预计将在两者之间提供一个富有成效的交流。
摘要: Solving cell problems in homogenization is hard, and available deep-learning frameworks fail to match the speed and generality of traditional computational frameworks. More to the point, it is generally unclear what to expect of machine-learning approaches, let alone single out which approaches are promising. In the work at hand, we advocate Fourier Neural Operators (FNOs) for micromechanics, empowering them by insights from computational micromechanics methods based on the fast Fourier transform (FFT). We construct an FNO surrogate mimicking the basic scheme foundational for FFT-based methods and show that the resulting operator predicts solutions to cell problems with arbitrary stiffness distribution only subject to a material-contrast constraint up to a desired accuracy. In particular, there are no restrictions on the material symmetry like isotropy, on the number of phases and on the geometry of the interfaces between materials. Also, the provided fidelity is sharp and uniform, providing explicit guarantees leveraging our physical empowerment of FNOs. To show the desired universal approximation property, we construct an FNO explicitly that requires no training to begin with. Still, the obtained neural operator complies with the same memory requirements as the basic scheme and comes with runtimes proportional to classical FFT solvers. In particular, large-scale problems with more than 100 million voxels are readily handled. The goal of this work is to underline the potential of FNOs for solving micromechanical problems, linking FFT-based methods to FNOs. This connection is expected to provide a fruitful exchange between both worlds.
评论: 48页,13图
主题: 计算工程、金融与科学 (cs.CE) ; 机器学习 (cs.LG)
引用方式: arXiv:2507.12233 [cs.CE]
  (或者 arXiv:2507.12233v2 [cs.CE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.12233
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Binh Nguyen [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 7 月 16 日 13:47:20 UTC (2,929 KB)
[v2] 星期三, 2025 年 7 月 23 日 08:07:08 UTC (2,929 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
cs.CE
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.LG

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号