PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Science Advances· 2017Q1

Kısmi diferansiyel denklemlerin veriye dayalı keşfi

Data-driven discovery of partial differential equations

Samuel Rudy, Steven L. Brunton, Joshua L. Proctor, J. Nathan Kutz

Kısa özet

Seyrek regresyon yöntemi, doğrusal olmayan ve türev terimlerini seçerek zamansal seri verilerinden yönetici kısmi diferansiyel denklemleri (KDD'ler) keşfeder, kapsamlı model aramalarından kaçınır ve Pareto analizi ile karmaşıklık ile doğruluğu dengeler.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Uzaysal-zamansal zaman serisi verilerinden yönetici KDD'leri keşfetmek için seyrek bir regresyon yöntemi önerir.
  • İlgili doğrusal olmayan ve kısmi türev terimlerini seçmek için seyrekliği destekleyen teknikler kullanır.
  • Model karmaşıklığı ve regresyon doğruluğunu dengelemek için Pareto analizi kullanır.
  • Navier-Stokes, kuantum harmonik osilatör ve difüzyon denklemi dahil olmak üzere kanonik problemler üzerinde gösterilmiştir.
  • Birden fazla zaman serisi kullanarak potansiyel olarak benzersiz olmayan dinamik terimler arasında ayrım yapma yeteneğine sahiptir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

We propose a sparse regression method capable of discovering the governing partial differential equation(s) of a given system by time series measurements in the spatial domain. The regression framework relies on sparsity-promoting techniques to select the nonlinear and partial derivative terms of the governing equations that most accurately represent the data, bypassing a combinatorially large search through all possible candidate models. The method balances model complexity and regression accuracy by selecting a parsimonious model via Pareto analysis. Time series measurements can be made in an Eulerian framework, where the sensors are fixed spatially, or in a Lagrangian framework, where the sensors move with the dynamics. The method is computationally efficient, robust, and demonstrated to work on a variety of canonical problems spanning a number of scientific domains including Navier-Stokes, the quantum harmonic oscillator, and the diffusion equation. Moreover, the method is capable of disambiguating between potentially nonunique dynamical terms by using multiple time series taken with different initial data. Thus, for a traveling wave, the method can distinguish between a linear wave equation and the Korteweg-de Vries equation, for instance. The method provides a promising new technique for discovering governing equations and physical laws in parameterized spatiotemporal systems, where first-principles derivations are intractable.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Science Advances, 2017 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: İstatistiksel ve Doğrusal Olmayan Fizik

Statistical and Nonlinear PhysicsPhysics and Astronomy