PaddlePaddle/PaddleScience

PaddleScience is SDK and library for developing AI-driven scientific computing applications based on PaddlePaddle.

What it solves

PaddleScience는 물리, 화학, 기상 분야의 복잡한 문제를 해결하도록 설계된 과학 컴퓨팅 스위트입니다. 딥러닝과 전통적인 과학 원리를 결합함으로써 미분 방정식 풀이와 물리 시스템 시뮬레이션이라는 도전을 해결하고, 기존 수치 방법만 사용할 때보다 더 효율적이고 유연한 모델링을 가능하게 합니다.

How it works

PaddlePaddle 프레임워크 위에 구축된 이 스위트는 심층 신경망과 자동(고차) 미분을 활용해 해를 계산합니다. 주요 해결 방법은 다음 세 가지입니다:

  1. Physics-Driven: 물리 법칙과 메커니즘을 학습 과정에 적용합니다(예: PINNs).
  2. Data-Driven: 기존 데이터셋을 이용한 지도 학습으로 결과를 예측합니다.
  3. Hybrid (Physics-Data Fusion): 물리 메커니즘과 데이터를 결합해 정확도와 견고성을 향상시킵니다.

또한 sympy 라이브러리를 통합해 기호 방정식 표현을 지원하며, 다양한 경계 조건(Dirichlet, Neumann, Robin)과 STL 파일을 통한 복잡한 기하학 샘플링을 지원합니다.

Who it’s for

과학 컴퓨팅, 계산 물리, 유체 역학, 재료 과학, 기상학 분야의 연구원 및 엔지니어를 대상으로 하며, AI를 활용해 시뮬레이션을 가속화하거나 역문제를 해결하고자 하는 사람들에게 적합합니다.

Highlights

  • Broad Application Range: 유체, 구조, 날씨 예보 등 20개 이상의 사례 포함.
  • Flexible Solving Modes: 순수 물리 기반, 순수 데이터 기반, 하이브리드 접근 방식을 모두 지원.
  • Advanced Geometry Support: 단순 및 복잡한 STL 기하학을 처리하고 불리언 연산을 지원.
  • Research Efficiency Tools: 실험 소스 코드 추적 및 원클릭 병렬 실험 실행 기능 제공.
  • Symbolic Integration: sympy를 사용해 방정식 표현 및 연립 방정식 풀이를 수행.