論文の概要: CFKS: Continuum-Feature Kernel PDE Solvers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38644v1
- Date: Wed, 28 Oct 2026 10:54:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-31 05:25:12.396553
- Title: CFKS: Continuum-Feature Kernel PDE Solvers
- Title(参考訳): CFKS:Continuum-Feature Kernel PDE Solvers
- Abstract要約: ガウス RBF 特徴の有界連続体を解析的に極小化することにより得られる PDE に対する決定論的フレームワークを提案する。
CFKSは、結果の連続機能平均カーネルとその演算子対応カーネルと直接動作する。
線形 PDE に対して、CFKS は対称作用素-カーネルコロケーション系へと導かれる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Neural-network-based PDE solvers require architectural choices, particularly the number of layers and neurons per layer. Fixing a single Gaussian radial basis function (RBF) feature layer and taking the number of features to the continuum limit removes the need to prescribe a finite feature count or select individual feature centers, thereby reducing representation arbitrariness. Motivated by this principle, we introduce Continuum-Feature Kernel Solver (CFKS), a deterministic framework for PDEs obtained by analytically marginalizing a bounded continuum of Gaussian RBF features. CFKS works directly with the resulting continuum-feature mean kernel and its operator-applied counterparts, parameterized by prescribed Gaussian widths and bounded center distributions. For linear PDEs, CFKS leads to symmetric operator-kernel collocation systems with null-space enforcement of physical constraints. Nonlinear PDEs are addressed through linearized initialization and nonlinear least-squares residual minimization using analytical kernel derivatives and Jacobians. Residual-guided collocation enrichment and sequential space--time-slab marching provide additional resolution strategies, while prescribed multiscale kernel refinement helps resolve localized nonlinear structures. Finite-feature experiments confirm convergence of empirical value and operator Gram matrices toward their continuum counterparts. Numerical studies include oscillatory and multiscale ODEs, irregular-domain Poisson and biharmonic problems, singular perturbations, transient transport equations, and viscous Burgers' equation. The results establish CFKS as a direct computational connection between finite Gaussian-RBF representations and continuum-feature kernel PDE solvers. Codes: https://github.com/vikas-dwivedi-2022/CFKS_Codes
- Abstract(参考訳): ニューラルネットワークベースのPDEソルバはアーキテクチャ上の選択、特にレイヤ毎のレイヤ数とニューロン数を必要とする。
単一のガウスラジアル基底関数(RBF)特徴層を固定し、連続極限に特徴の数を取れば、有限個の特徴数や個々の特徴中心を選択する必要がなくなるため、表現の任意性が低下する。
この原理により、ガウス的RBF特徴の有界連続体を解析的に極小化して得られるPDEの決定論的フレームワークであるContinuum-Feature Kernel Solver (CFKS)を導入する。
CFKSは、所定のガウス幅と有界中心分布によってパラメータ化され、結果の連続関数平均カーネルとその演算子適用カーネルと直接連携する。
線形 PDE に対して、CFKS は対称作用素-カーネルコロケーション系に導かれる。
非線形PDEは、解析的カーネル微分とジャコビアンを用いた線形化初期化と非線形最小二乗残差最小化によって解決される。
残留誘導型コロケーションエンリッチメントと逐次時空間スラブマーチングはさらなる解決戦略を提供する一方、所定のマルチスケールカーネルリファインメントは局所的な非線形構造を解くのに役立つ。
有限機能実験は、経験値と作用素グラム行列の連続体への収束を確認する。
数値的な研究としては、振動とマルチスケールのODE、不規則領域ポアソンとバイハーモニック問題、特異摂動、過渡輸送方程式、粘性バーガースの方程式などがある。
その結果、CFKSを有限ガウス-RBF表現と連続核PDEソルバ間の直接計算接続として確立した。
コード:https://github.com/vikas-dwivedi-2022/CFKS_Codes
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