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J-GLOBAL ID：202102242705010735   整理番号：21A0185531

グラフニューラルネットワークを用いたメッシュベース数値解析の汎用的な学習

Learning mesh-based numerical analysis using graph neural networks

著者 (6件)： 堀江正信 (株式会社科学計算総合研究所) ,  堀江正信 (筑波大学システム情報工学研究群) ,  森田直樹 (株式会社科学計算総合研究所) ,  森田直樹 (筑波大学システム情報系) ,  井原遊 (株式会社科学計算総合研究所) ,  三目直登 (筑波大学システム情報系)
資料名： 日本計算工学会論文集(Web)  (Transactions of JSCES (Web))
巻： 2020  号： 1  ページ： 20201005(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： U0063A  ISSN： 1347-8826  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： メッシュは有限要素法や有限体積法で用いられる重要なデータ構造である.メッシュデータ構造はグラフと呼ばれるデータ構造の一種であるとみなせるため,メッシュを学習するためにgraph neural network(GNN)が広く用いられてきた.本研究では,GNNが有限要素解析の学習に有用なモデルであることを示す.提案手法では,メッシュの回転や並進に対して不変となるような形状の特徴量を入力として用いることによって学習をより効率的にしている.さらに,提案手法は学習データセットに含まれていない100万節点もの大きなメッシュに対しても精度を有意に落とすことなく推論ができることがわかった.(著者抄録)

シソーラス用語： *ニューラルネットワーク ,  数値解析 ,  データ構造 ,  有限要素法 ,  有限体積法 ,  データ ,  機械学習
準シソーラス用語： *グラフニューラルネットワーク ,  メッシュデータ ,  深層学習 ,  有限要素解析

著者キーワード (10件)： Machine Learning ,  Deep Learning ,  Graph Neural Network ,  Finite Element Method ,  Heat Equation ,  Machine Learning ,  Deep Learning ,  Graph Neural Network ,  Finite Element Method ,  Heat Equation

分類 (1件)： 数値計算  (JE02000J)

引用文献 (26件)：

• (1) Radek Grzeszczuk, Demetri Terzopoulos, and Geoffrey Hinton. Neuroanimator: Fast neural network emulation and control of physics-based models. In Proceedings of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, SIGGRAPH ’ 98, p. 920, 1998.
• (2) L’ubor Ladickỳ, SoHyeon Jeong, Barbara Solenthaler, Marc Pollefeys, and Markus Gross. Data-driven fluid simulations using regression forests. ACM Transactions on Graphics (TOG), Vol. 34, No. 6, pp. 1-9, 2015.
• (3) Siyu He, Yin Li, Yu Feng, Shirley Ho, Siamak Ravanbakhsh, Wei Chen, and Barnabás Póczos. Learning to predict the cosmological structure formation. Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 116, No. 28, pp. 13825-13832, 2019.
• (4) Steffen Wiewel, Moritz Becher, and Nils Thuerey. Latent space physics: Towards learning the temporal evolution of fluid flow. In Computer Graphics Forum, Vol. 38, pp. 71-82, 2019.
• (5) Igor I Baskin, Vladimir A Palyulin, and Nikolai S Zefirov. A neural device for searching direct correlations between structures and properties of chemical compounds. Journal of chemical information and computer sciences, Vol. 37, No. 4, pp. 715-721, 1997.

タイトルに関連する用語 (5件)： グラフニューラルネットワーク ,  メッシュ ,  数値解析 ,  汎用 ,  学習