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【Hackathon 7th】个人挑战赛—科学计算任务合集.md

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此文档展示 PaddlePaddle Hackathon 第七期活动——开源贡献个人挑战赛科学计算方向任务 详细介绍

开发流程

  1. 要求基于 PaddleScience 套件进行开发,开发文档参考:https://paddlescience-docs.readthedocs.io/zh/latest/zh/development/
  2. 复现整体流程和验收标准可以参考:https://paddlescience-docs.readthedocs.io/zh/latest/zh/reproduction/#21,复现完成后需供必要的训练产物,包括训练结束后保存的 train.log日志文件、.pdparams模型权重参数文件(可用网盘的方式提交)、撰写的 .md 案例文档。
  3. 理解复现流程后,可以参考 PaddleScience 开发文档:https://paddlescience-docs.readthedocs.io/zh/latest/zh/development/ ,了解各个模块如何进行开发、修改,以及参考 API 文档,了解各个现有 API 的功能和作用:https://paddlescience-docs.readthedocs.io/zh/latest/zh/api/arch/
  4. 案例文档撰写格式可参考 https://paddlescience-docs.readthedocs.io/zh/latest/zh/examples/darcy2d/ ,最终合入后会被渲染并展示在 PaddleScience 官网文档
  5. 如在复现过程中出现需添加的功能无法兼容现有 PaddleScience API 体系(PaddleScience API 文档),则可与论文复现指导人说明情况,并视情况允许直接基于 Paddle API 进行复现。
  6. 若参考代码为 pytorch,则复现过程可以尝试使用 PaConvert 辅助完成代码转换工作,然后可以尝试使用 PaDiff 工具辅助完成前反向精度对齐,从而提高复现效率。

验收标准

参考模型复现指南验收标准部分 https://paddlescience-docs.readthedocs.io/zh/latest/zh/reproduction/#3

【开源贡献个人挑战赛-科学计算方向】任务详情

NO.1 为开源符号回归库进行 paddle 适配

论文链接:

https://arxiv.org/pdf/2006.11287v2

代码复现:

为该库进行 paddle 适配(包含实现代码和单测代码),并为 example 中的 demo 的 “High-dimensional input: Neural Nets + Symbolic Regression” 部分编写 paddle 版本代码,要求可以在 paddle 下跑通,并对齐精度

参考代码链接:

https://github.com/MilesCranmer/PySR/tree/master


NO.2 Transolver 论文复现

论文链接:

https://scholar.google.com/scholar?hl=zh-CN&as_sdt=0%2C5&q=Transolver%3A+A+Fast+Transformer+Solver+for+PDEs+on+General+Geometries&btnG=#:~:text=%E5%8C%85%E5%90%AB%E5%BC%95%E7%94%A8-,%5BPDF%5D%20arxiv.org,-Transolver%3A%20A%20fast

代码复现:

复现 List of experiments:

精度与论文中对齐,完成文档,符合代码审核要求

参考代码链接:

https://github.com/thuml/Transolver


NO.3 DrivAerNet ++ 论文复现

论文链接:

https://github.com/Mohamedelrefaie/DrivAerNet#:~:text=preprint%3A%20DrivAerNet%2B%2B%20paper-,here,-DrivAerNet%20Paper%3A

代码复现:

复现 RegDGCNN 和 PointNet,在数据集 DrivAer++上,精度与论文中对齐,完成文档,符合代码审核要求

参考代码链接:

https://github.com/Mohamedelrefaie/DrivAerNet


NO.4 DrivAerNet 论文复现

论文链接:

https://www.researchgate.net/publication/378937154_DrivAerNet_A_Parametric_Car_Dataset_for_Data-Driven_Aerodynamic_Design_and_Graph-Based_Drag_Prediction

代码复现:

复现 RegDGCNN 网络,在数据集 DrivAer 上,精度与论文中对齐,完成文档,符合代码审核要求

参考代码链接:

https://github.com/Mohamedelrefaie/DrivAerNet


NO.5 Hidden fluid mechanics: Learning velocity and pressure fields from flow visualizations 论文复现

论文链接:

代码复现:

仓库包含所有案例,精度与论文和补充材料对齐,完成文档,符合代码审核要求

参考代码链接:

https://github.com/maziarraissi/HFM


NO.6 Synthetic Lagrangian turbulence by generative diffusion models 论文复现

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s42256-024-00810-0.pdf

代码复现:

复现 DM-1c 和 DM-3c 模型,精度与论文中对齐

参考代码链接:


NO.7 AI-aided geometric design of anti-infection catheters 论文复现

论文链接:

https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/sciadv.adj1741 (Nature 子刊)

代码复现:

复现 GeoFNO 模型,精度与论文中对齐

参考代码链接:

https://github.com/zongyi-li/Geo-FNO-catheter


NO.8 A physics-informed diffusion model for high-fidelity flow field reconstruction 论文复现

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999123000670 (Science 子刊)

代码复现:

复现 Diffusion models,精度与论文中对齐

参考代码链接:

Data and code for this work are publicly available at https://github.com/BaratiLab/Diffusion-based-Fluid-Super-resolution


NO.9 DiffCast: A Unified Framework via Residual Diffusion for Precipitation Nowcasting 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/abs/2312.06734 (JCP)

代码复现:

复现 DiffCast,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/DeminYu98/DiffCast


NO.10 Neural General Circulation Models for Weather and Climate 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/pdf/2311.07222

代码复现:

复现 neuralgcm,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/google-research/neuralgcm


NO.11 FuXi: A cascade machine learning forecasting system for 15-day global weather forecast 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/abs/2306.12873

代码复现:

复现 FuXi 推理,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/tpys/FuXi


NO.12 Adam、AdamW 优化器支持 amsgrad

论文链接:

https://openreview.net/forum?id=ryQu7f-RZ

代码复现:

为 Adam 和 AdamW 优化器支持 amsgrad 选项,添加动态图和静态图的实现,在单机和分布式环境下,精度与 pytorch 对齐


NO.13 put_along_axis 反向算子实现静态图一阶拆解

put_along_axis API 文档链接:

https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/api/paddle/put_along_axis_cn.html#cn-api-paddle-tensor-put-along-axis

代码复现:

通过调用已有基础算子,实现 put_along_axis 反向算子的静态图一阶拆解

参考代码链接:

静态图一阶拆解示例:PaddlePaddle/Paddle#64432


NO.14 Crystal Diffusion Variational AutoEncoder 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/abs/2110.06197

代码复现:

复现 cdvae,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/txie-93/cdvae


NO.15 SchNet 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/abs/1706.08566

代码复现:

复现 schnet,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/atomistic-machine-learning/SchNet


NO.16 MACE 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/abs/2206.07697

代码复现:

复现 MACE,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/ACEsuit/mace/tree/main


NO.17 PIKAN 论文复现

论文链接:

https://arxiv.org/pdf/2407.17611

代码复现:

复现 Heat2d_MS、Steady_ns、PoissonNd 三个案例,精度与论文中对齐,并合入 PaddleScience

参考代码链接:

https://github.com/srigas/jaxKAN/tree/main