即将到来的技术,例如涉及安全至关重要应用的数字双胞胎,自主和人工智能系统,需要准确,可解释,计算上有效且可推广的模型。不幸的是,两种最常用的建模方法,基于物理学的建模(PBM)和数据驱动的建模(DDM)无法满足所有这些要求。在当前的工作中,我们演示了将最佳PBM和DDM结合的混合方法如何导致模型可以胜过两者的模型。我们这样做是通过基于第一原则与黑匣子DDM相结合的偏微分方程,在这种情况下,深度神经网络模型补偿了未知物理。首先,我们提出了一个数学论点,说明为什么这种方法应该起作用,然后将混合方法应用于未知的源项模拟二维热扩散问题。结果证明了该方法在准确性和概括性方面的出色性能。此外,它显示了如何在混合框架中解释DDM部分以使整体方法可靠。
translated by 谷歌翻译
在这项工作中,我们介绍,证明并展示了纠正源期限方法(Costa) - 一种新的混合分析和建模(火腿)的新方法。 HAM的目标是将基于物理的建模(PBM)和数据驱动的建模(DDM)组合,以创建概括,值得信赖,准确,计算高效和自我不断发展的模型。 Costa通过使用深神经网络产生的纠正源期限增强PBM模型的控制方程来实现这一目标。在一系列关于一维热扩散的数值实验中,发现CostA在精度方面优于相当的DDM和PBM模型 - 通常通过几个数量级降低预测误差 - 同时也比纯DDM更好地概括。由于其灵活而稳定的理论基础,Costa提供了一种模块化框架,用于利用PBM和DDM中的新颖开发。其理论基础还确保了哥斯达队可以用来模拟由(确定性)部分微分方程所控制的任何系统。此外,Costa有助于在PBM的背景下解释DNN生成的源术语,这导致DNN的解释性改善。这些因素使哥斯达成为数据驱动技术的潜在门开启者,以进入先前为纯PBM保留的高赌注应用。
translated by 谷歌翻译