基于物理信息神经网络算法的海洋内孤立波研究

摘要

在南海东沙岛附近海域，通过MODIS遥感图像观测到内孤立波（ISW）在从深海向浅海的传播过程中，由于深海与浅海环境条件的差异，表现出不同的动力学特性。首先选用切比雪夫谱方法研究ISW的垂向结构；其次，引入质量和动量守恒量约束条件，改进经典的物理信息神经网络（PINN）算法，以提高算法的可靠性；进一步利用改进的PINN算法，基于阻尼eKdV-Burgers模型对深水域、中等深度水域及浅水域的ISW进行对比研究。结果显示，ISW的振幅随着水深的增加而增加，ISW的凹凸型在不同水域有所不同，模拟结果与实际观测到的ISW特征相吻合，表明了模型的有效性和算法的可靠性。

关键词

内孤立波 / 物理信息神经网络 / 浅滩效应 / 涡动粘性效应 / 守恒量