APEBench
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APEBench是由慕尼黑工业大学的机器学习中心创建的一个综合性基准套件,旨在评估自回归神经网络在求解偏微分方程(PDE)中的表现。该数据集包含46种不同的PDE动态,涵盖从一维到三维的空间维度,数据量庞大且多样化。数据集的创建过程结合了高效的伪谱方法和可微分模拟框架,确保了数据生成的高效性和准确性。APEBench主要应用于神经网络架构的评估和优化,旨在解决复杂PDE模拟中的精度和速度问题。
APEBench is a comprehensive benchmark suite developed by the Machine Learning Center of the Technical University of Munich, aimed at evaluating the performance of autoregressive neural networks in solving partial differential equations (PDEs). This dataset encompasses 46 distinct PDE dynamics, spanning spatial dimensions from 1D to 3D, and features a large-scale and highly diversified dataset. The creation process of this dataset integrates efficient pseudospectral methods and differentiable simulation frameworks, ensuring the efficiency and accuracy of data generation. Primarily utilized for the evaluation and optimization of neural network architectures, APEBench targets addressing the accuracy and speed challenges in complex PDE simulations.
APEBench 数据集概述
数据集简介
APEBench 是一个基于 JAX 的工具,用于评估周期域上 1D、2D 和 3D 偏微分方程(PDE)的自回归神经模拟器。该工具包含一个基于谱方法的高效参考模拟器,用于程序化数据生成,无需下载大型数据集。由于该模拟器还可以嵌入到模拟器训练中(例如,用于“解算器在环”校正设置),这是第一个支持可微物理的基准套件。
数据集特点
- 支持维度:1D、2D 和 3D 周期域。
- 数据生成:基于谱方法的参考模拟器,用于程序化数据生成。
- 训练支持:支持“解算器在环”校正设置,适用于可微物理。
安装要求
- Python 版本:3.10 及以上。
- JAX 版本:0.4.12 及以上。
快速开始
- 示例代码:提供了一个训练 ConvNet 以模拟 1D 对流的示例,展示了训练损失、测试误差度量滚动和样本滚动。
- Colab 示例:提供了一个 Google Colab 示例,链接为 Open In Colab。
文档
背景
- 自回归神经模拟器:用于高效预测与微分方程相关的瞬态现象。
- 参考模拟器:基于
Exponax的 ETDRK 方法。 - 神经网络架构:使用
PDEquinox实现常见的架构,如卷积 ResNet、U-Net 和 FNO。 - 训练框架:使用
Trainax进行监督滚动训练。
引用
- 论文:APEBench 是 NeurIPS 2024 会议的论文,链接为 arxiv.org/abs/2411.00180。
- BibTeX 引用: bibtex @article{koehler2024apebench, title={{APEBench}: A Benchmark for Autoregressive Neural Emulators of {PDE}s}, author={Felix Koehler and Simon Niedermayr and R{"u}diger Westermann and Nils Thuerey}, journal={Advances in Neural Information Processing Systems (NeurIPS)}, volume={38}, year={2024} }
许可证
- MIT 许可证:详细信息见 LICENSE.txt。




