Neural delay differential equations: learning non-Markovian closures for partially known dynamical systems

Die Arbeit stellt ein kontinuierliches Zeit-Modell auf Basis von neuronalen Verzögerungsdifferentialgleichungen vor, das mithilfe des Mori-Zwanzig-Formalismus und des Adjungierten-Verfahrens nicht-Markowsche Dynamiken aus teilweise beobachtbaren Daten lernt und dabei bestehende Methoden wie LSTMs und ANODEs übertrifft.

Thibault Monsel, Onofrio Semeraro, Lionel Mathelin, Guillaume CharpiatTue, 10 Ma🤖 cs.LG

Modelling Material Injection Into Porous Structures Under Non-isothermal Conditions

Diese Arbeit erweitert das etablierte Modell der perkutanen Vertebroplastik unter Verwendung der Theorie poröser Medien um nicht-isotherme Bedingungen und lokale thermische Nichtgleichgewichte, um den Einfluss der niedrigeren Zementtemperatur auf den Injektionsprozess in Wirbelknochen thermodynamisch konsistent abzubilden.

Jan-Sören L. Völter (University of Stuttgart), Zubin Trivedi (University of Stuttgart), Andreas Boger (Ansbach University of Applied Sciences), Tim Ricken (University of Stuttgart), Oliver Röhrle (University of Stuttgart)Tue, 10 Ma🔬 physics

Atomistic Framework for Glassy Polymer Viscoelasticity Across Twenty Frequency Decades

Diese Arbeit stellt ein erweiterter atomistischer Rahmen vor, der die viskoelastische Antwort von glasartigen Polymeren wie PMMA über zwanzig Frequenzzehner hinweg durch eine nicht-affine Verformungstheorie mit einem zeitabhängigen Gedächtniskern erfolgreich beschreibt und dabei eine quantitative Übereinstimmung mit einer Vielzahl experimenteller und simulativer Methoden von Terahertz bis Millihertz nachweist.

Ankit Singh, Vinay Vaibhav, Caterina Czibula, Astrid Macher, Petra Christoefl, Karin Bartl, Gregor Trimmel, Timothy W. Sirk, Alessio ZacconeTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Hybrid Weight Window Method for Global Time-Dependent Monte Carlo Particle Transport Calculations

Diese Arbeit stellt einen neuen Monte-Carlo-Algorithmus für zeitabhängige Teilchentransportprobleme vor, der eine globale Varianzreduktion durch automatische Gewichts-Fenster erreicht, deren Parameter auf der Lösung eines hybriden Monte-Carlo/deterministischen Hilfsproblems basieren, das durch die niedrigstufigen Gleichungen für das zweite Moment (LOSM) unter Verwendung von Filtertechniken zur Rauschunterdrückung gelöst wird.

Caleb A. Shaw, Dmitriy Y. AnistratovTue, 10 Ma🔬 physics

An Always-Accepting Algorithm for Transition Path Sampling

Die Autoren stellen einen effizienten Einweg-Schießalgorithmus für das Transition Path Sampling vor, der durch die Kombination von immer reaktiven Trajektorien und einer Korrektur-Neugewichtung jede vorgeschlagene Bahn akzeptiert und so die Untersuchung der Bildung von CO₂-Klätrath-Hydraten unter schwer zugänglichen Bedingungen ermöglicht.

Magdalena Häupl, Sebastian Falkner, Peter G. Bolhuis, Christoph Dellago, Alessandro CorettiTue, 10 Ma🔬 physics

Certified Uncertainty for Surrogate Models of Neutron Star Equations of State via Mondrian Conformal Prediction

Die Studie stellt einen multitask-Surrogatmodell für Neutronenstern-Zustandsgleichungen vor, das mittels Mondrian-konformer Vorhersage verteilungsfreie, zertifizierte Unsicherheiten für physikalisch konsistente Vorhersagen von Masse, Radius und Gezeitenverformbarkeit liefert.

Marlon M. S. Mendes, Roberta Duarte Pereira, Mariana Dutra da Rosa Louren, César H. LenziTue, 10 Ma🔭 astro-ph

Prediction of Steady-State Flow through Porous Media Using Machine Learning Models

Diese Studie zeigt, dass der Fourier-Neural-Operator (FNO) im Vergleich zu herkömmlichen CFD-Methoden und anderen neuronalen Architekturen wie U-Net und Autoencodern eine deutlich schnellere und genauere Vorhersage von Strömungen durch poröse Medien ermöglicht, was ihn besonders für die Topologieoptimierung von Kühlplatten geeignet macht.

Jinhong Wang, Matei C. Ignuta-Ciuncanu, Ricardo F. Martinez-Botas, Teng CaoTue, 10 Ma🤖 cs.LG

From Accurate Quantum Chemistry to Converged Thermodynamics for Ion Pairing in Solution

Diese Studie kombiniert maschinelles Lernen mit hochpräzisen Coupled-Cluster-Rechnungen (CCSD(T)), um die freie Energie der Ionenpaarbildung von CaCO₃ in wässriger Lösung quantitativ genau zu bestimmen und damit experimentelle Ergebnisse erfolgreich zu reproduzieren.

Niamh O'Neill, Benjamin X. Shi, William C. Witt, Blake I. Armstrong, William J. Baldwin, Paolo Raiteri, Christoph Schran, Angelos Michaelides, Julian D. GaleTue, 10 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

How Physical Dynamics Shape the Properties of Ising Machines: Evaluating Oscillators vs. Bistable Latches as Ising Spins

Die Studie zeigt, dass Ising-Maschinen auf Basis von Oszillatoren aufgrund ihrer konfigurierungsabhängigen Stabilitätseigenschaften und der gezielten Destabilisierung höherer Energiezustände konsistent bessere Lösungen für kombinatorische Optimierungsprobleme liefern als solche auf Basis bistabiler Latches, deren Stabilität unabhängig von der Spin-Konfiguration ist.

Abir Hasan, Nikhil ShuklaTue, 10 Ma🔬 physics

Physics-informed AI Accelerated Retention Analysis of Ferroelectric Vertical NAND: From Day-Scale TCAD to Second-Scale Surrogate Model

Diese Studie stellt ein physik-informiertes neuronales Operator-Modell (PINO) vor, das die Retention-Analyse von ferroelektrischen vertikalen NAND-Speichern um mehr als das 10.000-fache im Vergleich zu herkömmlichen TCAD-Simulationen beschleunigt, indem es physikalische Prinzipien in die Lernarchitektur integriert, um die komplexe Wechselwirkung zwischen Ladungsentfesselung und ferroelektrischer Depolarisation effizient zu modellieren.

Gyujun Jeong (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Sungwon Cho (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Minji Shon (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Namhoon Kim (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Woohyun Hwang (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Kwangyou Seo (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Suhwan Lim (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Wanki Kim (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Daewon Ha (Semiconductor Research and Development, Samsung Electronics Co., Ltd, South Korea), Prasanna Venkatesan (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Kihang Youn (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Ram Cherukuri (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Yiyi Wang (NVIDIA, Santa Clara, CA, USA), Suman Datta (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Asif Khan (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA), Shimeng Yu (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, GA, USA)Tue, 10 Ma🤖 cs.LG

Machine learning the two-electron reduced density matrix in molecules and condensed phases

Die Studie demonstriert, dass das maschinelle Lernen der zwei-Elektronen-reduzierten Dichtematrix (2-RDM) eine hochpräzise, trainingsfreie Methode bietet, um korrelierte elektronische Strukturen und Kräfte für große Moleküle und kondensierte Phasen (wie Glukose in 500 Wassermolekülen) mit Coupled-Cluster-Qualität bei Hartree-Fock-Kosten vorherzusagen.

Jessica A. Martinez B., Bhaskar Rana, Xuecheng Shao, Katarzyna Pernal, Michele PavanelloTue, 10 Ma🔬 physics

Full-Scale GPU-Accelerated Transient EM-Thermal-Mechanical Co-Simulation for Early-Stage Design of Advanced Packages

Diese Arbeit stellt einen GPU-beschleunigten, transienten EM-Thermisch-Mechanischen Kopplungslöser vor, der durch die Auflösung feinkörniger dynamischer Effekte ohne Homogenisierung eine physikalisch präzise Frühphasen-Simulation fortschrittlicher Package-Designs ermöglicht und so versteckte Ausfallmechanismen aufdeckt, die herkömmliche Methoden übersehen.

Hongyang Liu, Tejas Kulkarni, Ganesh Subbarayan, Cheng-Kok Koh, Dan JiaoTue, 10 Ma🔬 physics.app-ph

A semi-analytical pseudo-spectral method for 3D Boussinesq equations of rotating, stratified flows in unbounded cylindrical domains

Die Arbeit stellt ein halb-analytisches Pseudospektralverfahren mit exponentiellen Zeitdifferenzierungsschemata vor, das die numerische Stabilität bei der Simulation von rotierenden, geschichteten Strömungen in unbeschränkten zylindrischen Domänen durch die analytische Integration der linearen Operatoren und die Beseitigung steifer Zeitschrittbeschränkungen ermöglicht.

Jinge Wang, Philip S. MarcusTue, 10 Ma🔬 physics

Covariant Multi-Scale Negative Coupling on Dynamic Riemannian Manifolds: A Geometric Framework for Topological Persistence in Infinite-Dimensional Systems

Diese Arbeit stellt ein geometrisches Framework für kovariante multi-skalige negative Kopplungssysteme vor, das durch spektrale Energieumverteilung auf Riemannschen Mannigfaltigkeiten die Dimensionalität von Attraktoren in dissipativen unendlichdimensionalen Systemen bewahrt und deren Stabilität sowie endliche Dimensionalität sowohl theoretisch als auch numerisch nachweist.

Pengyue HouTue, 10 Ma🔬 physics

The Taguchi method for optimizing nonlinear pulse propagation in optical fibers

Diese Arbeit stellt die Taguchi-Methode als effizientes Werkzeug zur Optimierung der nichtlinearen Pulsausbreitung in optischen Fasern vor, das durch den Einsatz orthogonaler Arrays und eine starke Ausbeutung der Suchräume eine schnelle Konvergenz zu gewünschten Pulsparametern ermöglicht, was an Beispielen wie dem Führungszentrum-Soliton und der Solitonordnungserhaltung in dispersiv abnehmenden Fasern demonstriert wird.

Adity, Srikanth SugavanamTue, 10 Ma🔬 physics.optics