論文の概要: Hybrid Iterative Neural Low-Regularity Integrator for Nonlinear Dispersive Equations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04853v1
- Date: Wed, 06 May 2026 12:50:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.817417
- Title: Hybrid Iterative Neural Low-Regularity Integrator for Nonlinear Dispersive Equations
- Title(参考訳): 非線形分散方程式に対するハイブリッド反復型ニューラル低規則性積分器
- Authors: Zhangyong Liang,
- Abstract要約: HIN-LRIは、古典的な数値解法をニューラルネットワークで拡張し、解法の構造化トランケーション誤差を補正するハイブリッドフレームワークである。
低次元の潜在多様体上で動作する軽量ニューラルネットワークは、分析手法が閉じられない残留欠陥を学習する。
実験により、HIN-LRIは解析的、分割的手法、神経的PDEサロゲートよりも精度を向上し、安定した空間的精細化、効果的なアウト・オブ・ディストリビューション転送、オンラインオーバーヘッドを緩和することが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose HIN-LRI, a hybrid framework that augments a classical numerical solver with a neural operator trained to correct the solver's structured truncation error. A base low-regularity integrator provides a consistent first-order approximation to nonlinear dispersive PDEs, while a lightweight neural network, operating on a low-dimensional latent manifold, learns the residual defect that analytical methods cannot close. An explicit time-step scaling on the neural correction ensures that its Lipschitz contribution remains $\mathcal{O}(τ)$, yielding a Gronwall stability factor bounded uniformly in the step size and independent of the spatial resolution. The network is trained end-to-end through a solver-in-the-loop objective that unrolls the full iteration and penalises trajectory error in a Bourgain-type norm, aligning learning with multi-step solver dynamics rather than isolated one-step targets. Under stated assumptions, the global error satisfies $C(\varepsilon_{net}+δ)\,τ^γ\ln(1/τ)$, where $\varepsilon_{net}$ measures the network approximation quality and $δ$ the training shortfall. Experiments on three dispersive benchmarks with rough data show that HIN-LRI improves accuracy over analytical integrators, splitting methods, and neural PDE surrogates, with stable spatial refinement, effective out-of-distribution transfer, and modest online overhead.
- Abstract(参考訳): HIN-LRIは、古典的数値解法をニューラルネットワークで拡張し、解法の構造化トランケーション誤差を補正するハイブリッドフレームワークである。
ベース低規則性積分器は非線形分散PDEに対して一貫した一階述語近似を提供する一方、低次元の潜在多様体上で動作している軽量ニューラルネットワークは解析手法が閉じられない残差を学習する。
神経補正における明示的な時間段階のスケーリングは、そのリプシッツの寄与が$\mathcal{O}(τ)$のままであることを保証する。
このネットワークは、Bourgain型標準の完全な反復をアンロールし、軌道誤差をペナライズして、分離されたワンステップターゲットではなく、マルチステップのソルバダイナミックスと学習を整合させることによって、終端から終端まで訓練される。
仮定では、グローバルエラーは$C(\varepsilon_{net}+δ)\,τ^γ\ln(1/τ)$であり、$\varepsilon_{net}$はネットワーク近似の品質を測り、$δ$のトレーニング不足を測る。
粗いデータを用いた3つの分散ベンチマーク実験により、HIN-LRIは解析積分器、分割法、ニューラルPDEサロゲートよりも精度を向上し、安定した空間的精細化、効果的なアウト・オブ・ディストリビューション転送、オンラインオーバーヘッドを緩和した。
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