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 > math > arXiv:2507.12941v3

帮助 | 高级搜索

数学 > 数值分析

arXiv:2507.12941v3 (math)
[提交于 2025年7月17日 (v1) ,最后修订 2025年7月23日 (此版本, v3)]

标题: 近奇解偏微分方程的自适应特征捕捉方法

标题: Adaptive feature capture method for solving partial differential equations with near singular solutions

Authors:Yangtao Deng, Qiaolin He, Xiaoping Wang
摘要: 偏微分方程(PDEs)具有接近奇异解的情况对传统数值方法构成了重大挑战,特别是在复杂几何中,网格生成和自适应细化变得计算成本高昂。 尽管基于深度学习的方法,如物理信息神经网络(PINNs)和随机特征方法(RFM),提供了无网格的替代方案,但它们在关键区域往往缺乏自适应分辨率,限制了其在具有陡峭梯度或奇异性解中的准确性。 在本工作中,我们提出了自适应特征捕捉方法(AFCM),这是一种新的机器学习框架,能够自适应地重新分配高梯度区域中的神经元和配点,以增强局部表达能力。 受自适应移动网格技术的启发,AFCM采用近似解的梯度模作为监控函数,以指导特征函数参数的重新初始化。 这确保了分割超平面和配点在最需要的地方聚集,实现了更高的分辨率而不会增加计算开销。 AFCM扩展了RFM的能力,使其能够处理接近奇异解的PDEs,同时保留其无网格效率。 数值实验表明该方法在准确解决接近奇异问题上的有效性,即使在复杂几何中也是如此。 通过弥合自适应网格细化与随机神经网络之间的差距,AFCM为科学和工程应用中解决具有挑战性的PDEs提供了一种强大且可扩展的方法。
摘要: Partial differential equations (PDEs) with near singular solutions pose significant challenges for traditional numerical methods, particularly in complex geometries where mesh generation and adaptive refinement become computationally expensive. While deep-learning-based approaches, such as Physics-Informed Neural Networks (PINNs) and the Random Feature Method (RFM), offer mesh-free alternatives, they often lack adaptive resolution in critical regions, limiting their accuracy for solutions with steep gradients or singularities. In this work, we propose the Adaptive Feature Capture Method (AFCM), a novel machine learning framework that adaptively redistributes neurons and collocation points in high-gradient regions to enhance local expressive power. Inspired by adaptive moving mesh techniques, AFCM employs the gradient norm of an approximate solution as a monitor function to guide the reinitialization of feature function parameters. This ensures that partition hyperplanes and collocation points cluster where they are most needed, achieving higher resolution without increasing computational overhead. The AFCM extends the capabilities of RFM to handle PDEs with near-singular solutions while preserving its mesh-free efficiency. Numerical experiments demonstrate the method's effectiveness in accurately resolving near-singular problems, even in complex geometries. By bridging the gap between adaptive mesh refinement and randomized neural networks, AFCM offers a robust and scalable approach for solving challenging PDEs in scientific and engineering applications.
主题: 数值分析 (math.NA)
引用方式: arXiv:2507.12941 [math.NA]
  (或者 arXiv:2507.12941v3 [math.NA] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.12941
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Yangtao Deng [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 7 月 17 日 09:29:22 UTC (8,811 KB)
[v2] 星期一, 2025 年 7 月 21 日 16:29:07 UTC (1 KB)
[v3] 星期三, 2025 年 7 月 23 日 02:57:25 UTC (7,574 KB)
全文链接:

获取论文:

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

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