Semi-Lagrangian (SL) schemes are highly efficient for simulating transport equations and are widely used across various applications. Despite their success, designing genuinely multi-dimensional and conservative SL schemes remains a significant challenge. Building on our previous work [Chen et al., J. Comput. Phys., V490 112329, (2023)], we introduce a conservative machine-learning-based SL finite difference (FD) method that allows for extra-large time step evolution. At the core of our approach is a novel dynamical graph neural network designed to handle the complexities associated with tracking accurately upstream points along characteristics. This proposed neural transport solver learns the conservative SL FD discretization directly from data, improving accuracy and efficiency compared to traditional numerical schemes, while significantly simplifying algorithm implementation. We validate the method' s effectiveness and efficiency through numerical tests on benchmark transport equations in both one and two dimensions, as well as the nonlinear Vlasov-Poisson system.


翻译:半拉格朗日(SL)格式在输运方程模拟中具有极高的效率,并广泛应用于各类场景。尽管取得了成功,但设计真正多维且守恒的SL格式仍是一项重大挑战。基于我们先前的工作[Chen et al., J. Comput. Phys., V490 112329, (2023)],本文提出了一种基于机器学习的保守型SL有限差分(FD)方法,该算法支持超大时间步长演化。我们方法的核心是一种新型动态图神经网络,旨在处理沿特征线精确追踪上游点所涉及的复杂性。该神经输运求解器直接从数据中学习守恒型SL-FD离散形式,相较于传统数值格式,在提高精度和效率的同时显著简化了算法实现。通过一维和二维基准输运方程以及非线性Vlasov-Poisson系统的数值测试,我们验证了该方法的有效性和效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6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
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
1+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
VIP会员
最新内容
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
4+阅读 · 6月2日
《反无人机系统传感器融合》90页报告
专知会员服务
8+阅读 · 6月2日
运用人工智能与卫星通信驱散“战争迷雾”
专知会员服务
3+阅读 · 6月2日
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
4+阅读 · 6月1日
帕兰蒂尔Maven:军事人工智能的新纪元
专知会员服务
9+阅读 · 6月1日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
1+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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员