计算机科学 > 计算机视觉与模式识别
[提交于 2025年10月1日
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标题: SPUS:一种轻量级且参数高效的偏微分方程基础模型
标题: SPUS: A Lightweight and Parameter-Efficient Foundation Model for PDEs
摘要: 我们引入了小型PDE U-Net求解器(SPUS),这是一种紧凑且高效的基座模型(FM),被设计为一种统一的神经算子,用于解决各种偏微分方程(PDEs)。 与现有最先进的PDE FM—主要基于大型复杂Transformer架构,具有高计算和参数开销—SPUS利用了一种轻量级的残差U-Net架构,该架构在该领域作为基座模型架构尚未得到充分探索。 为了在这个极简框架中实现有效的学习,我们采用了一种简单但强大的自回归预训练策略,该策略紧密复制数值求解器的行为以学习底层物理。 SPUS在多样化的流体动力学PDE集上进行预训练,并在6个具有挑战性的未见过的下游PDE上进行评估,这些PDE跨越了各种物理系统。 实验结果表明,SPUS使用基于残差U-Net的架构在这些下游任务上实现了最先进的一般化性能,同时需要显著更少的参数和最少的微调数据,突显了其作为解决多样化PDE系统的高度参数高效FM的潜力。
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