Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Stabilizing and solving unique continuation problems by parameterizing data and learning finite element solution operators
Department of Mathematics, University College London, London, UK.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för matematik och matematisk statistik.ORCID-id: 0000-0001-5589-4521
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för matematik och matematisk statistik.ORCID-id: 0000-0001-7838-1307
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för matematik och matematisk statistik.
2025 (Engelska)Ingår i: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, ISSN 0045-7825, E-ISSN 1879-2138, Vol. 444, artikel-id 118111Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

We consider an inverse problem involving the reconstruction of the solution to a nonlinear partial differential equation (PDE) with unknown boundary conditions. Instead of direct boundary data, we are provided with a large dataset of boundary observations for typical solutions (collective data) and a bulk measurement of a specific realization. To leverage this collective data, we first compress the boundary data using proper orthogonal decomposition (POD) in a linear expansion. Next, we identify a possible nonlinear low-dimensional structure in the expansion coefficients using an autoencoder, which provides a parametrization of the dataset in a lower-dimensional latent space. We then train an operator network to map the expansion coefficients representing the boundary data to the finite element (FE) solution of the PDE. Finally, we connect the autoencoder's decoder to the operator network which enables us to solve the inverse problem by optimizing a data-fitting term over the latent space. We analyze the underlying stabilized finite element method (FEM) in the linear setting and establish an optimal error estimate in the H1-norm. The nonlinear problem is then studied numerically, demonstrating the effectiveness of our approach.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2025. Vol. 444, artikel-id 118111
Nyckelord [en]
Inverse problems, Nonlinear PDE, Machine learning, Unique continuation problem
Nationell ämneskategori
Beräkningsmatematik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-240021DOI: 10.1016/j.cma.2025.118111ISI: 001509596200001Scopus ID: 2-s2.0-105007523986OAI: oai:DiVA.org:umu-240021DiVA, id: diva2:1967150
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2021-04925eSSENCE - An eScience CollaborationTillgänglig från: 2025-06-11 Skapad: 2025-06-11 Senast uppdaterad: 2025-06-30Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(4924 kB)89 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 4924 kBChecksumma SHA-512
9c76af8cdcfec159b0e196f7826bf3ef24411b60e52593b506a839b46ac3ec4826347ed9cc86849f98b7a05fbc31c5a75b283b6f53cd3422b3649f5ab7e21d23
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Larson, Mats G.Larsson, KarlLundholm, Carl

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Larson, Mats G.Larsson, KarlLundholm, Carl
Av organisationen
Institutionen för matematik och matematisk statistik
I samma tidskrift
Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
Beräkningsmatematik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 90 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 253 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf