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Title: Resolución de la ecuación diferencial de una viga mediante la implementación de Physics-Informed Neural Networks
Authors: Molineros Calle, Pablo Javier
Sacoto Macías, Karen Viviana
metadata.dc.contributor.advisor: Esteban Patricio Samaniego Alvarado
metadata.dc.contributor.tutor: Vázquez Patiño, Angel Oswaldo
metadata.dc.description.uri: 
0000-0002-8728-491X

0000-0002-1679-3995
metadata.dc.subject.other: CIUC::Ingenierías::Tecnología-Construcción::Tecnología del Hormigón
Keywords: Ingeniería Civil
Mecánica de sólidos
Enfoque variacional
Issue Date: 2-Oct-2023
metadata.dc.format.extent: 83 páginas
Publisher: Universidad de Cuenca
Abstract: 
This thesis focuses on the implementation and validation of the Physics-Informed Neural Networks (PINNs) method, using a variational approach in a common application of Solid Mechanics, specifically in the structural area that deals with deflection in beams under the Euler-Bernoulli theory. The mathematical formulation used in this method is based on the variational approach of the analyzed beam, which allows obtaining an approximate solution through the implementation of a neural network. Since the nonlinearity of the model may influence the resolution of this method, modifications were made to both the mathematical formulation and the hyperparameters of the neural network implementation to address this complexity. Although traditional methods have the rigor and validity necessary to solve most problems in science and engineering, new methods based on neural networks, such as the one presented in this degree work, are promising due to the constant increase in the available computational capacity. The approximate solution obtained by the studied method shows consistent results in the three beam problems presented, as compared to the exact solution. This research contributes to the growth and development of novel approaches to tackle complex problems in the field of solid mechanics and demonstrates the potential of the integration of neural networks in the solution of differential equations in engineering.
Description: 
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.
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/42983
metadata.dc.relation.ispartof: TI;1307
metadata.dcterms.description: 
Ingeniero Civil
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