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Fourier Neural Operator:利用傅立叶变换学习微分方程的算子

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简介:
Fourier Neural Operator通过应用傅里叶变换直接在频域内学习和表示偏微分方程的解算子,能够高效地处理各种参数化偏微分方程问题。 傅立叶神经算子的存储库包含了相关论文的代码,在这项研究工作中,我们提出了一种新的神经网络运算符,通过直接在傅里叶空间中对积分内核进行参数化来实现高效且富有表现力的设计。我们在Burgers方程、Darcy流和Navier-Stokes方程(包括湍流状态)上进行了实验测试。与现有的神经网络方法相比,我们的傅立叶神经算子展现了卓越的性能,并且在速度方面比传统的PDE求解器快了三个数量级。 代码存储库中的脚本采用简单的形式编写,每个脚本都是独立运行的程序。 - `fourier_1d.py` 文件处理一维问题(例如第5.1节中讨论的时间无关Burgers方程); - `fourier_2d.py` 文件解决二维问题(如在第5.2节里提到的Darcy流); - 而`fourier_2d_time.py` 则处理时间相关的二维问题,例如第五部分第三节中讨论的Navier-Stokes方程。

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客服
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  • Fourier Neural Operator
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    Fourier Neural Operator通过应用傅里叶变换直接在频域内学习和表示偏微分方程的解算子,能够高效地处理各种参数化偏微分方程问题。 傅立叶神经算子的存储库包含了相关论文的代码,在这项研究工作中,我们提出了一种新的神经网络运算符,通过直接在傅里叶空间中对积分内核进行参数化来实现高效且富有表现力的设计。我们在Burgers方程、Darcy流和Navier-Stokes方程(包括湍流状态)上进行了实验测试。与现有的神经网络方法相比,我们的傅立叶神经算子展现了卓越的性能,并且在速度方面比传统的PDE求解器快了三个数量级。 代码存储库中的脚本采用简单的形式编写,每个脚本都是独立运行的程序。 - `fourier_1d.py` 文件处理一维问题(例如第5.1节中讨论的时间无关Burgers方程); - `fourier_2d.py` 文件解决二维问题(如在第5.2节里提到的Darcy流); - 而`fourier_2d_time.py` 则处理时间相关的二维问题,例如第五部分第三节中讨论的Navier-Stokes方程。
  • 在JavaScript中Fourier插件
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    简介:本文介绍傅立叶变换及其在JavaScript环境下的实现,并重点探讨了用于频谱分析与信号处理的Fourier插件的应用。 傅里叶是一个纯JavaScript库,用于离散变换(DFT),包括快速、逆向及特殊形式的转换。在Node.js环境中可以通过npm安装此库:`npm i fourier --save`。 浏览器中可以使用以下代码引入: ```html ``` 该库提供了自定义快速傅立叶变换(FFT)功能,基于Cooley–Tukey算法。具体实现为基数2时间抽取(DIT)。对于不同的数据类型、向量大小和编码样式,有相应的函数fourier.custom.fft_\\_\___\。 - 数据类型:f32或f64 - 向量大小:16, 32,..., 1048576 - 编码样式:原始或asm
  • 基于VC++与快速实现
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    本项目采用VC++编程环境,实现了离散傅立叶变换和快速傅立叶变换算法,应用于信号处理领域,具有较高的计算效率。 主要关注快速傅立叶变换和传统傅立叶方法的区别。
  • 梳状函数-
    优质
    本文探讨了傅里叶变换在梳状函数上的应用及其特性,分析了其频谱结构,并展示了梳状函数与离散频率点之间的关系。通过理论推导和实例分析,深入理解傅里叶变换对的重要性及实用性。 第二章 数学基础 1.7 常用函数的傅里叶变换 普遍型:二维情况结论为梳状函数(comb 函数)的傅里叶变换仍然是梳状函数。 证明细节请查阅相关参考书。
  • 圆域函数及其
    优质
    本文探讨了圆域内函数的傅里叶变换特性,并详细分析了其傅里叶变换对的性质与应用。通过理论推导和实例验证,为该领域的进一步研究提供了新的视角和方法。 七、圆域函数的傅里叶变换 第一章 数学基础 § 1.7 常用函数的傅里叶变换 一阶第一类贝塞尔函数普遍型:请自行证明半径相关的性质。
  • 矩形函数及其
    优质
    本文探讨了矩形函数的傅里叶变换特性,并详细分析了该函数与其频谱之间的关系,揭示了其傅立叶变换对的重要性质。 三、矩形函数的傅里叶变换 第一章 数学基础 § 1.7 常用函数的傅里叶变换 根据定义: \[ F.T.\{rect(x)\} = sinc(u) \] 结论: 矩形函数 \( rect(x) \) 的傅里叶变换是 \( sinc(u) \)。
  • 小波对比
    优质
    本文深入探讨了小波变换与傅里叶变换在信号处理领域的异同,通过比较两者的特性、应用范围及优势,为读者提供了清晰的理解框架。 比较小波变换与傅立叶变换在地震资料去噪方面的效果。
  • DFT逼近
    优质
    本研究探讨了利用离散傅里叶变换(DFT)来近似连续傅里叶变换的方法,旨在分析其在信号处理中的应用与精度。 傅立叶变换对的定义如下:该公式假设了一个无限持续时间和带宽的连续信号。对于实际应用中的表达式来说,需要在时间与频率上进行采样,并且还要量化幅值。从实现的角度来看,我们更倾向于使用有限数量的样本,在时间和频率上分别采用N次采样。这样就产生了离散傅立叶变换(discrete Fourier Transform, DFT)。如果用DFT来近似傅立叶频谱,则必须考虑到在时域和频域上的采样所带来的影响: - 在时间轴进行采样的结果是,可以得到一个以fs为采样频率的周期性频谱。根据香农采样定理:只有当信号x(t)的所有频率成分都集中在低于奈奎斯特频率 fs/2 的范围内时,才可以通过这样的方式准确地重建原始信号。
  • 在MATLAB中验证线性性质:MATLAB探究特性- MATLAB开发
    优质
    本项目通过编程实现并验证了傅立叶变换的线性性质,旨在深入探讨和理解信号处理中的这一关键数学工具。利用MATLAB进行实验分析与结果展示,适合学习与教学用途。 在时域和频域中验证傅立叶变换的线性特性。
  • 基于信号法-
    优质
    本研究探讨了利用傅里叶变换进行信号处理和分离的有效性,提出了一种新的基于频域分析的方法来改善复杂信号环境下的信号识别与提取。 利用傅里叶变换进行信号分离主要是基于不同信号的频谱差异。例如,第一个信号占用1000到2000赫兹之间的频率范围,而第二个信号则占据3000到4000赫兹之间。通过将这些信号进行快速傅里叶变换(FFT),可以在频域中获取各个信号的独特分量。随后使用逆傅里叶变换(IFFT)将其转换回时域,从而重新组合出原始的两个独立信号。需要注意的是,这种分离方法的前提是这两个信号不能有重叠的频率范围;例如,sin(t)和sin(10t),由于它们占据不同的频带区间,因此可以被成功地分开。