Entropy conditions play a crucial role in the extraction of a physically relevant solution for a system of conservation laws, thus motivating the construction of entropy stable schemes that satisfy a discrete analogue of such conditions. TeCNO schemes (Fjordholm et al. 2012) form a class of arbitrary high-order entropy stable finite difference solvers, which require specialized reconstruction algorithms satisfying the sign property at each cell interface. Recently, third-order WENO schemes called SP-WENO (Fjordholm and Ray, 2016) and SP-WENOc (Ray, 2018) have been designed to satisfy the sign property. However, these WENO algorithms can perform poorly near shocks, with the numerical solutions exhibiting large spurious oscillations. In the present work, we propose a variant of the SP-WENO, termed as Deep Sign-Preserving WENO (DSP-WENO), where a neural network is trained to learn the WENO weighting strategy. The sign property and third-order accuracy are strongly imposed in the algorithm, which constrains the WENO weight selection region to a convex polygon. Thereafter, a neural network is trained to select the WENO weights from this convex region with the goal of improving the shock-capturing capabilities without sacrificing the rate of convergence in smooth regions. The proposed synergistic approach retains the mathematical framework of the TeCNO scheme while integrating deep learning to remedy the computational issues of the WENO-based reconstruction. We present several numerical experiments to demonstrate the significant improvement with DSP-WENO over the existing variants of WENO satisfying the sign property.


翻译:熵条件在提取守恒律系统的物理相关解中起着关键作用,这促使了满足离散熵条件的熵稳定格式的构造。TeCNO格式(Fjordholm等,2012)是一类任意高阶的熵稳定有限差分解算器,其要求在每个单元界面满足符号性质的特殊重构算法。近期,三阶WENO格式SP-WENO(Fjordholm和Ray,2016)及SP-WENOc(Ray,2018)被设计为满足该符号性质,然而这些WENO算法在激波附近表现欠佳,数值解会出现大幅伪振荡。本文提出SP-WENO的变体——深度保符号WENO(DSP-WENO),通过训练神经网络学习WENO权重策略。该算法强约束符号性质和三阶精度,将WENO权重选择区域限制为凸多边形,随后训练神经网络从该凸区域中选取权重,旨在不牺牲光滑区域收敛速度的前提下提升激波捕捉能力。这种协同方法在保留TeCNO格式数学框架的同时,融合深度学习解决了基于WENO重构的计算问题。数值实验表明,与现有满足符号性质的WENO变体相比,DSP-WENO展现出显著改进。

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
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
1+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
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
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月5日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月2日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月2日
VIP会员
最新内容
【伯克利博士论文】基于动作分块策略的强化学习
Transformer增强强化学习:通信网络基础与应用综述
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
5+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
9+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
9+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
9+阅读 · 6月5日
相关VIP内容
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
1+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
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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员