Reduced-Order Flood Modeling Using Uncertainty-Aware Deep Neural Networks
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
<p><strong>Key Words</strong>: Uncertainty Quantification, Deep Learning, Space-Time POD, Flood Modeling</p><p><br>While impressive results have been achieved in the well-known fields where Deep Learning allowed for breakthroughs such as computer vision, language modeling, or content generation [1], its impact on different, older fields is still vastly unexplored. In computational fluid dynamics and especially in Flood Modeling, many phenomena are very high-dimensional, and predictions require the use of finite element or volume methods, which can be, while very robust and tested, computational-heavy and may not prove useful in the context of real-time predictions. This led to various attempts at developing Reduced-Order Modeling techniques, both intrusive and non-intrusive. One late relevant addition was a combination of Proper Orthogonal Decomposition with Deep Neural Networks (POD-NN) [2]. Yet, to our knowledge, in this example and more generally in the field, little work has been conducted on quantifying uncertainties through the surrogate model.<br>In this work, we aim at comparing different novel methods addressing uncertainty quantification in reduced-order models, pushing forward the POD-NN concept with ensembles, latent-variable models, as well as encoder-decoder models. These are tested on benchmark problems, and then applied to a real-life application: flooding predictions in the Mille-Iles river in Laval, QC, Canada.<br>For the flood modeling application, our setup involves a set of input parameters resulting from onsite measures. High-fidelity solutions are then generated using our own finite-volume code CuteFlow, which is solving the highly nonlinear Shallow Water Equations. The goal is then to build a non-intrusive surrogate model, that’s able to <em>know what it know</em>s, and more importantly, <em>know when it doesn’t</em>, which is still an open research area as far as neural networks are concerned [3].</p><p><br><strong>REFERENCES</strong><br>[1] C. Szegedy, S. Ioffe, V. Vanhoucke, and A. A. Alemi, “Inception-v4, inception-resnet and the impact of residual connections on learning”, in Thirty-First AAAI Conference on Artificial Intelligence, 2017.<br>[2] Q. Wang, J. S. Hesthaven, and D. Ray, “Non-intrusive reduced order modeling of unsteady flows using artificial neural networks with application to a combustion problem”, Journal of Computational Physics, vol. 384, pp. 289–307, May 2019.<br>[3] B. Lakshminarayanan, A. Pritzel, and C. Blundell, “Simple and scalable predictive uncertainty estimation using deep ensembles”, in Advances in Neural Information Processing Systems, 2017, pp. 6402–6413.</p>
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle