Finite element (FE) methods are the benchmark for solid mechanics simulations, yet their computational cost becomes prohibitive for problems with localised nonlinearities, fine-scale features, or long-time dynamic evolution. In our earlier FE-neural operator (FE-NO) hybrid framework [1], physics-informed deep operator networks were coupled with FE solvers through overlapping domain decomposition with Dirichlet-Dirichlet interface exchange, accelerating intensive subdomains while preserving FE fidelity elsewhere. Two limitations remained: the overlapping formulation required redundant interface computations that increased inner Schwarz iteration counts, and the convolutional feature extractor restricted the NO subdomain to structured grids, precluding irregular geometries. A non-overlapping Schwarz alternating method with Neumann-Dirichlet interface exchange replaces it, transmitting traction from the NO to FE rather than displacement. This eliminates the overlap layer and reduces inner Schwarz iterations while maintaining bounded error accumulation across all tested time horizons. For arbitrarily shaped subdomains, a Point-DeepONet operates on unstructured FE point clouds without interpolation, extending it to non-convex and irregular geometries. Strain and stress operators are derived analytically from the displacement operators via kinematic equations, rather than as independent networks, reducing trainable parameter sets while enforcing mechanical consistency by construction. The framework is validated on three benchmarks: static linear elasticity, quasi-static hyperelasticity, and elastodynamics with regular and irregular geometries. These results establish a non-overlapping FE-NO coupling paradigm that is geometry-flexible, parameter-efficient, and convergence-stable, providing a pathway for hybrid physics-based and operator-learning solvers in large-scale dynamic solid mechanics.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

航天器非脆弱控制理论及应用研究进展
专知会员服务
10+阅读 · 2025年7月8日
数智化供应链参考架构
专知会员服务
47+阅读 · 2022年12月8日
专知会员服务
13+阅读 · 2021年10月12日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
中国工程院:《全球工程前沿2018》(附PDF下载)
走向智能论坛
10+阅读 · 2018年12月5日
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关资讯
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
中国工程院:《全球工程前沿2018》(附PDF下载)
走向智能论坛
10+阅读 · 2018年12月5日
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员