Resolución de la ecuación diferencial de una viga mediante la implementación de Physics-Informed Neural Networks

El presente trabajo de titulación se enfoca en la implementación y validación del método Physics-Informed Neural Networks (PINNs), utilizando un enfoque variacional en una aplicación común de la Mecánica de Sólidos, específicamente en el área estructural que aborda la deflexión en vigas bajo la t...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Molineros Calle, Pablo Javier, Sacoto Macías, Karen Viviana
Other Authors: Esteban Patricio Samaniego Alvarado
Language:spa
Published: Universidad de Cuenca 2023
Subjects:
Online Access:http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/42983
Description
Summary:El presente trabajo de titulación se enfoca en la implementación y validación del método Physics-Informed Neural Networks (PINNs), utilizando un enfoque variacional en una aplicación común de la Mecánica de Sólidos, específicamente en el área estructural que aborda la deflexión en vigas bajo la teoría de Euler-Bernoulli. La formulación matemática empleada en este método se fundamenta en el enfoque variacional de la viga analizada, lo que permite obtener una solución aproximada mediante la implementación de una red neuronal. Dado que la no linealidad del modelo puede influir en la resolución de este método, se realizaron modificaciones tanto en la formulación matemática como en los hiperparámetros de la implementación en la red neuronal para abordar esta complejidad. Aunque los métodos tradicionales poseen la rigurosidad y validez necesarias para resolver la mayoría de los problemas en ciencia e ingeniería, los nuevos métodos basados en redes neuronales, como el que se presenta en este trabajo de titulación, resultan prometedores debido al constante aumento en la capacidad computacional disponible. La solución aproximada obtenida mediante el método estudiado muestra resultados consistentes en los tres problemas de vigas presentados, en comparación con la solución exacta. Esta investigación contribuye al crecimiento y desarrollo de enfoques novedosos para abordar problemas complejos en el campo de la mecánica de sólidos y demuestra el potencial de la integración de redes neuronales en la resolución de ecuaciones diferenciales en ingeniería.