This book provides a first course without requiring prerequisite knowledge. Fundamental concepts of machine learning are introduced before explaining neural networks. With this knowledge, prominent topics in deep learning for simulation are explored. These include surrogate modeling, physics-informed neural networks, generative artificial intelligence, Hamiltonian/Lagrangian neural networks, input convex neural networks, and more general machine learning techniques.

The idea of the book is to provide basic concepts as simple as possible but in a mathematically sound manner. Starting point are one-dimensional examples including elasticity, plasticity, heat evolution, or wave propagation. The concepts are then expanded to state-of-the-art applications in material modeling, generative artificial intelligence, topology optimization, defect detection, and inverse problems.

�ber die Autorin bzw. den Autor

Leon Herrmann has a uniquely diverse background; born in South Africa and
growing up in seven different countries. He earned a bachelor's degree in
Mechanical Engineering from the Technical University of Denmark (DTU) and a
master's degree in Computational Mechanics from the Technical University of
Munich (TUM), where he also obtained his doctorate for his work in
computational mechanics with neural networks. His primary research focus has
been on finite element methods, fracture in composite materials, and combining
traditional numerical simulations with modern machine learning techniques.

As a product of the “Mauerfall”, Moritz Jokeit grew up in the non-existing town of
Bielefeld and the alpine foothills near Rosenheim. Following his bachelor’s
degree in Civil Engineering, he studied Computational Mechanics at the
Technical University of Munich (TUM) and the Polytechnic University of Catalonia
(UPC). His passion for deep learning and computational mechanics was
transformed into a master thesis that laid the groundwork for this lecture book.
After his graduation he continued his research at the Chair of Computational
Modeling and Simulation. He is now a doctoral candidate at the Institute for
Biomechanics at the ETH Z�rich focusing on the mechanics of the spine.

Oliver Weeger is a Full Professor for Cyber-Physical Simulation with the
Department of Mechanical Engineering at the Technical University of Darmstadt
in Germany. He graduated in Techno-Mathematics from TU Munich in 2011 and
obtained his Ph.D. in Mathematics from TU Kaiserslautern in 2015. Before joining
TU Darmstadt in 2019, he had been working at the Singapore University of
Technology and Design as a Postdoctoral Researcher and Assistant Professor.
His passion for research and education evolves around advanced computational
methods, modeling, and optimization approaches for nonlinear, multiscale, and
multiphysics problems in engineering. In particular, this includes the fusion of
machine learning, classical modeling, and simulation to obtain flexible and yet
accurate, reliable and robust predictive models for computational mechanics.

Stefan Kollmannsberger graduated in Civil Engineering in 1998 and worked for
several years as heavy underground construction engineer before returning to
university to devote himself to computational mechanics. He graduated with a
PhD at the Technical University of Munich in 2009, where he enjoyed leading the
research group “Simulation in Applied Mechanics” until 2023. Since then, he is
full professor at the Bauhaus University in the culturally opulent city of Weimar
and heads the Chair of Data Science in Construction. He is dedicated to both
teaching and science and uses the content of this lecture book as a basis for an
introductory course in the field of artificial intelligence in computational
mechanics.

��ber diesen Titel� kann sich auf eine andere Ausgabe dieses Titels beziehen.

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Edward Bowditch Ltd
Exstowe, Exton, Exeter, EX3 0PP, United Kingdom

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Legal entity name: Edward Bowditch Ltd
Legal entity form: Limited company
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Widerrufsbelehrung

Wenn Sie Verbraucher sind, steht Ihnen ein Widerrufsrecht nach folgender Ma�gabe zu. Verbraucher ist jede nat�rliche Person, die ein Rechtsgesch�ft zu Zwecken abschlie�t, die �berwiegend weder ihrer gewerblichen noch ihrer selbst�ndigen beruflichen T�tigkeit zugerechnet werden k�nnen.

WIDERRUFSBELEHRUNG

Widerrufsrecht

Sie haben das Recht, binnen vierzehn Tagen ohne Angabe von Gr�nden diesen Vertrag zu widerrufen.

Die Widerrufsfrist betr�gt vierzehn Tage ab dem Tag, an dem Sie oder ein von Ihnen benannter Dritter, der nicht der Bef�rderer ist, die letzte Ware oder die letzte Teilsendung bzw. das letzte St�ck in Besitz genommen haben bzw. hat.

Um Ihr Widerrufsrecht auszu�ben, m�ssen Sie uns, Revaluation Books, Exstowe, Exton, EX3 0PP, Exeter, United Kingdom, 44 1179083586, mittels einer eindeutigen Erkl�rung (z.B. ein mit der Post versandter Brief, Telefax oder E-Mail) �ber Ihren Entschluss, diesen Vertrag zu widerrufen, informieren. Sie k�nnen daf�r das beigef�gte Muster-Widerrufsformular verwenden, das jedoch nicht vorgeschrieben ist. Sie k�nnen auch eine andere eindeutige Erkl�rung auf der Webseite "Meine Bestellungen" in Ihrem "Nutzerkonto" elektronisch ausf�llen und �bermitteln. Machen Sie von dieser M�glichkeit Gebrauch, so werden wir Ihnen unverz�glich (z. B. per E-Mail) eine Best�tigung �ber den Eingang eines solchen Widerrufs �bermitteln. Zur Wahrung der Widerrufsfrist reicht es aus, dass Sie die Mitteilung �ber die Aus�bung des Widerrufsrechts vor Ablauf der Widerrufsfrist absenden.

Folgen des Widerrufs

Wenn Sie diesen Vertrag widerrufen, haben wir Ihnen alle Zahlungen, die wir von Ihnen erhalten haben, einschlie�lich der Lieferkosten (mit Ausnahme der zus�tzlichen Kosten, die sich daraus ergeben, dass Sie eine andere Art der Lieferung als die von uns angebotene, g�nstigste Standardlieferung gew�hlt haben), unverz�glich und sp�testens binnen vierzehn Tagen ab dem Tag zur�ckzuzahlen, an dem die Mitteilung �ber Ihren Widerruf dieses Vertrags bei uns eingegangen ist. F�r diese R�ckzahlung verwenden wir dasselbe Zahlungsmittel, das Sie bei der urspr�nglichen Transaktion eingesetzt haben, es sei denn, mit Ihnen wurde ausdr�cklich etwas anderes vereinbart; in keinem Fall werden Ihnen wegen dieser R�ckzahlung Entgelte berechnet. Wir k�nnen die R�ckzahlung verweigern, bis wir die Waren wieder zur�ckerhalten haben oder bis Sie den Nachweis erbracht haben, dass Sie die Waren zur�ckgesandt haben, je nachdem, welches der fr�here Zeitpunkt ist. Sie haben die Waren unverz�glich und in jedem Fall sp�testens binnen vierzehn Tagen ab dem Tag, an dem Sie uns �ber den Widerruf dieses Vertrags unterrichten, an Revaluation Books, Edward Bowditch Ltd, Clifton Heights, Triangle West, BS8 1EJ, Bristol, United Kingdom, 44 1179083586, zur�ckzusenden oder zu �bergeben. Die Frist ist gewahrt, wenn Sie die Waren vor Ablauf der Frist von vierzehn Tagen absenden.

Sie tragen die unmittelbaren Kosten der R�cksendung der Waren. Sie m�ssen f�r einen etwaigen Wertverlust der Waren nur aufkommen, wenn dieser Wertverlust auf einen zur Pr�fung der Beschaffenheit, Eigenschaften und Funktionsweise der Waren nicht notwendigen Umgang mit ihnen zur�ckzuf�hren ist.

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Das Widerrufsrecht besteht nicht bzw. erlischt bei folgenden Vertr�gen:

Zur Lieferung von Zeitungen und Zeitschriften oder Illustrierten, mit Ausnahme von Abonnement Vertr�gen;
Bei der Lieferung digitaler Inhalte (ebooks), die nicht auf einem k�rperlichen Datentr�ger (z.B. einer CD oder DVD) geliefert werden, wenn Sie dem Beginn der Ausf�hrung vor der Bestellung ausdr�cklich zugestimmt und zur selben Zeit best�tigt haben, dass mit der Ausf�hrung begonnen werden kann und Sie Ihr Widerrufsrecht verlieren, sobald die Ausf�hrung begonnen hat.

ENDE DER WIDERRUFSBELEHRUNG

Muster-Widerrufsformular

(Wenn Sie den Vertrag widerrufen wollen, dann f�llen Sie bitte dieses Formular aus und senden Sie es zur�ck)

An: (Revaluation Books, Exstowe, Exton, EX3 0PP, Exeter, United Kingdom, 44 1179083586)

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