شماره مدرك
20999
شماره راهنما
2464 دكتري
پديد آورنده
محمدي، مريم
عنوان
حل كنندههاي مبتني بر شبكههاي عصبي آگاه از فيزيك مسئله براي برخي معادلات با مشتقات جزئي كسري
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
آناليز عددي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
چهارده، 199 ص: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
شبكه هاي عصبي آگاه از فيزيك مسئله , معادلات با مشتقات جزئي كسري , شبكه هاي عصبي مبتني بر توابع پايه شعاعي , معادلات كسري با مرتبه توزيعي , مسائل گرما معكوس كسري , شبكه هاي كولموگروف– آرنولد
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/08
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
رياضي كاربردي
دانشكده
رياضي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/08
كد ايرانداك
23207511
چكيده فارسي
در اين رساله سه چارچوب نوين مبتني بر شبكه هاي عصبي آگاه از فيزيك مسئله براي حل مسائل مستقيم و معكوس
معرفي مي گردد كه با بهره گيري از شبكه هاي RBF-fPINN معادلات با مشتقات جزئي كسري ارائه مي شود. ابتدا، مدل
عصبي مبتني بر توابع پايه شعاعي، دقت حل معادلات كسري را به طور چشمگيري بهبود مي دهد. در ادامه، براي معادلات
توسعه مي يابد؛ مدلي كه قادر است در دامنه هاي نامنظم و حتي در حضور dPINN كسري با مرتبه توزيعي، چارچوب
تكينگي هاي زماني، پارامترهاي مجهول را با پايداري بالا شناسايي كند. در نهايت، براي غلبه بر محدوديت هاي معماريهاي مبتني بر MLP در مسائل بدوضع، چارچوب جديدي بر پايه شبكه هاي كولموگروف–آرنولد ارائه مي شود.
چكيده انگليسي
In this thesis, we present three novel physics-informed neural network (PINN) frameworks
for solving forward and inverse problems of fractional partial differential equations (FPDEs).
First, the RBF-fPINN model is introduced, which employs radial basis function (RBF) networks
as activation functions within a single hidden layer to significantly enhance solution
accuracy. Various RBFs, including Gaussian, inverse quadratic, and inverse multiquadric
functions, are evaluated to identify the most effective configuration for solving FPDEs, particularly
in complex 2D and 3D domains. Next, for distributed-order FPDEs, the dPINN
framework is developed to handle high-dimensional, irregular, and nonconvex domains. By
integrating automatic differentiation with numerical discretization, dPINNs robustly solve
both forward and inverse problems, even in the presence of temporal singularities and noisy
initial data. This approach enables accurate identification of unknown parameters while
maintaining stability in challenging computational settings, including advection-dominated
transport scenarios. Finally, to address limitations of conventional MLP-based architectures
in ill-posed problems, particularly fractional backward heat conduction, a novel framework
based on the Kolmogorov–Arnold representation is proposed. Together, these methods
demonstrate enhanced accuracy, robustness, and adaptability of physics-informed neural
networks for complex fractional models, offering a promising computational tool for engineering
and physical sciences applications. Numerical results show the efficiency of the
proposed schemes.
استاد راهنما
رضا مختاري
استاد مشاور
نبي الله گودرزوند چگيني
استاد داور
هادي روحاني , سجاد لكزيان , بهزاد نعمتي سراي