基于物理信息神经网络建模的同轴圆柱结构电场分析
编号:42
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更新:2025-08-11 15:35:09 浏览:84次
口头报告
摘要
本文提出一种基于物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Network, PINN)的建模方法,用于高精度预测同轴圆柱结构中的静电场分布。相比传统数值方法,PINN通过将控制方程作为网络训练的先验知识,有效克服了网格划分复杂、边界处理困难等问题。本文以极坐标系下的拉普拉斯方程为物理基础,构建神经网络损失函数,综合考虑内部区域和边界条件的物理残差约束权重,以指导神经网络学习电势分布。为提升训练精度,采用极坐标下的均匀采样方法,并引入区域加权,对靠近边界的残差项施加更高权重,以减少边界误差的集中。实验结果表明,该方法在整个计算域内均具有良好的逼近能力,预测电势与解析解高度一致,绝大多数区域相对误差低于1%。此外,采用四分之一圆模型进一步压缩计算域,有效提高了计算效率,进一步增强了模型的稳定性与精度。研究验证了PINN在复杂电场问题建模中的可行性和优势,为后续高压放电、等离子体模拟等问题的数值求解提供了新思路。
关键词
物理信息神经网络;拉普拉斯方程;电场建模;误差控制;分区残差加权
稿件作者
刘名琪
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
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