使用图神经网络学习边界值问题的解算符

Jun, 2022

使用图神经网络学习边界值问题的解算符

Learning the Solution Operator of Boundary Value Problems using Graph Neural Networks

Winfried Lötzsch, Simon Ohler, Johannes S. Otterbach

TL;DR本研究使用图神经网络和频谱图卷积设计了两种不同的时间独立偏微分方程的解算符，并使用多种形状和不均匀性的有限元素求解器的模拟数据对网络进行训练，结果发现训练不同的数据集在所有情况下都是实现良好的技术并获得广泛应用的关键。

Abstract

As an alternative to classical numerical solvers for partial differential equations (PDEs) subject to boundary value constraints, there has been a surge of interest in investigating neural networks that can solve such problems efficiently. In this work, we design a general solution ope

neural networks partial differential equations graph neural networks spectral graph convolutions generalization

发现论文，激发创造

使用消息传递图神经网络学习时变 PDE 求解器

通过应用图神经网络和消息传递模型，我们提出了一种有效的 PDE 求解方法，通过参数化控制方程，学习领域不变特征，构建线性 / 非线性 PDE 的准确求解器。

Apr, 2022

通过图神经网络和深度算子网络学习时变 PDE 以实现在不规则网格上的鲁棒性精度

提出了 GraphDeepONet，一种基于 GNN 的自回归模型，能够适应 DeepONet 并有效地学习操作符，具有在不规则网格上预测解以及对时间依赖性 PDE 解进行时间外推的能力。对 GraphDeepONet 的普适逼近能力进行了理论分析。

Feb, 2024

参数化偏微分方程的多极图神经算子

通过构建多级图神经网络框架，解决基于深度学习的物理系统模拟和偏微分方程求解中数据格式与神经网络所需结构不匹配所带来的挑战，提出一种对于 GNN 和多分辨率矩阵核分解统一的方法，该方法可以处理所有范围的相互作用并具有线性复杂度。实验证明，这种多图网络可以学习离散化不变的 PDE 解算符并可以在线性时间内进行评估。

Jun, 2020

基于深度学习的参数化偏微分方程代理模型：通过图神经网络处理几何变化

基于图神经网络的代理模型在模拟时变偏微分方程方面具有计算效率和泛化能力，并有效替代传统的复杂求解器。

Aug, 2023

仅学习边界：一种物理信息神经运算器用于解决复杂几何形状中的参数化偏微分方程

通过将偏微分方程转化为边界积分方程，我们提出了一种新颖的物理信息神经算子方法，可在没有标记数据的情况下解决参数化边界值问题，并且能够处理无界问题。

Aug, 2023

动态高斯图算子：在任意离散力学问题中学习参数化的偏微分方程

本文提出了一种名为动态高斯图算子（DGGO）的新型算子学习算法，它将神经操作器扩展到任意离散力学问题中的学习参数偏微分方程（PDEs），通过动态高斯图（DGG）核将在一般欧几里得空间中定义的观测向量映射到高维均匀度量空间中定义的度量向量，致力于解决复杂的计算域上的通用性问题。

Mar, 2024

使用神经场进行算子学习：解决一般几何图形下的偏微分方程

该研究论文介绍了一种名为 CORAL 的新方法，利用基于坐标的网络来解决常规几何图形上的偏微分方程问题，并展示了其在不同分辨率下的稳健表现。

Jun, 2023

神经算子：用于偏微分方程的图卷积网络

本文旨在通过神经网络学习无限维空间（算子）和不同有限维空间之间的映射，并使用图网络进行内核积分计算。该方法在偏微分方程及其解的输入数据映射中具有实际应用价值，并在不同分辨率和离散化的近似方法之间实现了泛化。实验证明，所提出的图内核网络具有期望的性能，并与现有技术解算器相比表现出优异的性能。

Mar, 2020

采用图神经算子的多尺度物理表示来近似偏微分方程解

本论文研究了三种基于神经积分算子的多分辨率模式，并使用消息传递图神经网络进行了验证，以解决描述物理现象中的偏微分方程最具挑战性问题之一 —— 在不同尺度下表示物理信号。

Jun, 2022

多尺度神经算子求解时间无关偏微分方程

我们提出了一种新颖的图重连接技术，用于解决在大网格上的时态独立的偏微分方程的数据驱动神经 PDE 求解器所面临的一些挑战，如集成不同尺度和不规则网格上的信息。我们在三个数据集上的实验表明，基于 GNN 的方法为不规则网格上的时态独立的偏微分方程设定了新的性能标准。最后，我们展示了我们的图重连接策略提升了基线方法的性能，在其中一个任务中取得了最先进的结果。

Nov, 2023