Μέθοδοι μηχανικής μάθησης με ενσωμάτωση φυσικής γνώσης για την επίλυση μη γραμμικών προβλημάτων στη μηχανική

Author nameΕμμανουέλλα Μακρυμανωλάκη
Title
Μέθοδοι μηχανικής μάθησης με ενσωμάτωση φυσικής γνώσης για την επίλυση μη γραμμικών προβλημάτων στη μηχανική
Year2025-2026
Supervisor

Christoforos Rekatsinas

ChristoforosRekatsinas

Summary

Οι τυπικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης στη μηχανική μάθηση — Adam, L-BFGS και παραλλαγές τους — αντιμετωπίζουν τον χώρο παραμέτρων ενός νευρωνικού δικτύου ως επίπεδη Ευκλείδεια πολλαπλότητα, ακολουθώντας την αντίθετη κατεύθυνση της κλίσης μιας βαθμωτής συνάρτησης απώλειας. Η παρούσα εργασία υποστηρίζει ότι αυτή η γεωμετρία είναι ανεπαρκής για μια κατηγορία προβλημάτων φυσικής-πληροφορημένης μηχανικής μάθησης (PIML) — συγκεκριμένα για ιδιόμορφα διαταραγμένα συστήματα ΜΔΕ πολλαπλής φυσικής με κατώτερη-τριγωνική δομή — και προτείνει δύο αλληλένδετες λύσεις βαθμένες σε κλασική μαθηματική ανάλυση. Η πρώτη συνεισφορά είναι η διατύπωση της Βελτιστοποίησης Nash IFT: μια δομημένη αποσύν- θεση του προβλήματος εκπαίδευσης PIML σε διαδοχικά επιλύσιμα υποπροβλήματα, καθένα από τα οποία λειτουργεί στον φυσικό χώρο συναρτήσεων της αντίστοιχης ΜΔΕ. Η δεύτερη συνεισφορά είναι η χρήση της ανισότητας Hardy για την αποκατάσταση της συνεκτικότητας της συνάρτησης απώλειας PINN στο ιδιόμορφα διαταραγμένο καθεστώς. Οι δύο συνεισφορές επικυρώνονται σε ένα άκρο-ακρο [0◦/90◦] δοκό CFRP με κινηματική Timoshenko FSDT και παράμετρο διάτμησης Πs = 206.897, χρησιμοποιώντας σουίτα οκτώ ανεξάρτητων ελέγχων επαλήθευσης (V1–V8), όλοι εκ των οποίων ικανοποιούνται.