undefined

Quantification of Errors Generated by Uncertain Data in a Linear Boundary Value Problem Using Neural Networks

Julkaisuvuosi

2023

Tekijät

Halonen, Vilho; Pölönen, Ilkka

Tiivistelmä

Quantifying errors caused by indeterminacy in data is currently computationally expensive even in relatively simple PDE problems. Efficient methods could prove very useful in, for example, scientific experiments done with simulations. In this paper, we create and test neural networks which quantify uncertainty errors in the case of a linear one-dimensional boundary value problem. Training and testing data is generated numerically. We created three training datasets and three testing datasets and trained four neural networks with differing architectures. The performance of the neural networks is compared to known analytical bounds of errors caused by uncertain data. We find that the trained neural networks accurately approximate the exact error quantity in almost all cases and the neural network outputs are always between the analytical upper and lower bounds. The results of this paper show that after a suitable dataset is used for training even a relatively compact neural network can successfully predict quantitative effects generated by uncertain data. If these methods can be extended to more difficult PDE problems they could potentially have a multitude of real-world applications.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Jyväskylän yliopisto

Pölönen Ilkka Orcid -palvelun logo

Halonen Vilho

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Volyymi

11

Numero

4

Sivut

1258-1277

Julkaisu­foorumi

82344

Julkaisufoorumitaso

1

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Ei

Rinnakkaistallennettu

Kyllä

Muut tiedot

Tieteenalat

Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet

Avainsanat

[object Object],[object Object]

Julkaisumaa

Yhdysvallat (USA)

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kieli

englanti

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Ei

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1137/22M1538855

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä