論文の概要: Mesh-Free Convolution: Learned Spectral Attenuation and Transport
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.15931v1
- Date: Sun, 11 Oct 2026 21:28:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-19 08:28:29.287032
- Title: Mesh-Free Convolution: Learned Spectral Attenuation and Transport
- Title(参考訳): メッシュフリー・コンボリューション: スペクトル減衰と輸送の学習
- Abstract要約: メッシュフリー畳み込み (MFC) は連続空間で定義されたフィルタであり、評価時にのみ離散化される。
MFCはスムーズなスケール依存フィルタリングを学習し、輸送のような振舞いの方向用語を含む。
流体力学と天気予報ベンチマーク全体にわたって、MFCベースのモデルは安定な長距離ロールアウトを生成し、解像度を確実に移動し、長期統計をよりよく保存する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.244816393907942
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Learning solution operators for partial differential equations (PDEs) requires models that can represent spatial structure across grids and scales. This becomes especially important in time-dependent problems, where the learned operator is often used autoregressively: each predicted state is fed back as input to predict future states. In this setting, small spatial errors can be repeatedly propagated through the learned dynamics, leading to instability and drift, vitiating long-term solution fidelity. We propose Mesh-Free Convolutions (MFCs), filters defined in continuous space and discretized only at evaluation time. This allows the same learned filters to be applied across resolutions. Rather than imposing a grid-dependent stencil or a fixed spectral cutoff, MFCs learn smooth scale-dependent filtering and include directional terms for transport-like behavior. Across fluid-dynamics and weather-forecasting benchmarks, MFC-based models produce stable long-horizon rollouts, transfer reliably across resolutions, and better preserve long-time statistics. These results suggest that continuous, mesh-free filtering is a useful inductive bias for PDE operator learning, especially in autoregressive prediction.
- Abstract(参考訳): 偏微分方程式(PDE)の学習解演算子は、格子とスケールをまたいだ空間構造を表現できるモデルを必要とする。
これは、学習した演算子を自動回帰的に使用する時間依存問題において特に重要となり、予測された各状態は、将来の状態を予測する入力として返される。
この設定では、学習力学を通して小さな空間誤差が繰り返し伝播し、不安定性やドリフトが生じ、長期的な解の忠実度が向上する。
本稿では,連続空間で定義されたフィルタであるMFC(Mesh-Free Convolutions)を提案する。
これにより、同じ学習したフィルタを解像度を越えて適用することができる。
格子依存ステンシルや固定スペクトルカットオフを付与するのではなく、MFCはスムーズなスケール依存フィルタリングを学習し、輸送のような振舞いの方向用語を含む。
流体力学と天気予報ベンチマーク全体にわたって、MFCベースのモデルは安定な長距離ロールアウトを生成し、解像度を確実に移動し、長期統計をよりよく保存する。
これらの結果は、特に自己回帰予測において、連続的メッシュフリーフィルタリングはPDE演算子学習に有用な帰納バイアスであることを示している。
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