Numerical solution and bifurcation analysis of nonlinear partial differential equations with extreme learning machines
نویسندگان
چکیده
Abstract We address a new numerical method based on class of machine learning methods, the so-called Extreme Learning Machines (ELM) with both sigmoidal and radial-basis functions, for computation steady-state solutions construction (one-dimensional) bifurcation diagrams nonlinear partial differential equations (PDEs). For our illustrations, we considered two benchmark problems, namely (a) one-dimensional viscous Burgers homogeneous (Dirichlet) non-homogeneous boundary conditions, and, (b) one- two-dimensional Liouville–Bratu–Gelfand PDEs Dirichlet conditions. Bratu PDEs, exact analytical are available used comparison purposes against derived solutions. Furthermore, efficiency (in terms accuracy, size grid execution times) proposed machine-learning is compared central finite differences (FD) Galerkin weighted-residuals finite-element (FEM) methods. show that outperforms in accuracy FD FEM methods medium to large sized grids, while provides equivalent results low grids; (ELM FEM) outperform scheme. computational times required scheme were comparable particular slightly smaller than ones FEM.
منابع مشابه
global results on some nonlinear partial differential equations for direct and inverse problems
در این رساله به بررسی رفتار جواب های رده ای از معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی در دامنه های کراندار می پردازیم . این معادلات به فرم نیم-خطی و غیر خطی برای مسایل مستقیم و معکوس مورد مطالعه قرار می گیرند . به ویژه، تاثیر شرایط مختلف فیزیکی را در مساله، نظیر وجود موانع و منابع، پراکندگی و چسبندگی در معادلات موج و گرما بررسی می کنیم و به دنبال شرایطی می گردیم که متضمن وجود سراسری یا عدم وجود سراسر...
On the Exact Solution for Nonlinear Partial Differential Equations
In this study, we aim to construct a traveling wave solution for nonlinear partial differential equations. In this regards, a cosine-function method is used to find and generate the exact solutions for three different types of nonlinear partial differential equations such as general regularized long wave equation (GRLW), general Korteweg-de Vries equation (GKDV) and general equal width wave equ...
متن کاملExact Solution for Nonlinear Local Fractional Partial Differential Equations
In this work, we extend the existing local fractional Sumudu decomposition method to solve the nonlinear local fractional partial differential equations. Then, we apply this new algorithm to resolve the nonlinear local fractional gas dynamics equation and nonlinear local fractional Klein-Gordon equation, so we get the desired non-differentiable exact solutions. The steps to solve the examples a...
متن کاملexistence and approximate $l^{p}$ and continuous solution of nonlinear integral equations of the hammerstein and volterra types
بسیاری از پدیده ها در جهان ما اساساً غیرخطی هستند، و توسط معادلات غیرخطی بیان شده اند. از آنجا که ظهور کامپیوترهای رقمی با عملکرد بالا، حل مسایل خطی را آسان تر می کند. با این حال، به طور کلی به دست آوردن جوابهای دقیق از مسایل غیرخطی دشوار است. روش عددی، به طور کلی محاسبه پیچیده مسایل غیرخطی را اداره می کند. با این حال، دادن نقاط به یک منحنی و به دست آوردن منحنی کامل که اغلب پرهزینه و ...
15 صفحه اولذخیره در منابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ژورنال
عنوان ژورنال: Journal of Scientific Computing
سال: 2021
ISSN: ['1573-7691', '0885-7474']
DOI: https://doi.org/10.1007/s10915-021-01650-5