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2024 | OriginalPaper | Buchkapitel

Data Assimilation Using Co-processors for Ocean Circulation

verfasst von : Marcelo Paiva, Sabrina B. M. Sambatti, Luiz A. Vieira Dias, Haroldo F. de Campos Velho

Erschienen in: Proceedings of the 6th International Symposium on Uncertainty Quantification and Stochastic Modelling

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Das Kapitel konzentriert sich auf die Anwendung von Co-Prozessoren wie Field Programmable Gate Arrays (FPGA) und Tensor Processing Units (TPU), um die Effizienz der Datenassimilierung bei der Modellierung der Meereszirkulation zu verbessern. Es beginnt mit der Einführung der Bedeutung der Datenassimilierung bei der Erzeugung genauer Ausgangsbedingungen für Prognosesysteme. Das Flachwassermodell wird als vereinfachte Darstellung der Dynamik der Ozeane verwendet, wobei die Methode der endlichen Differenz zur Diskretisierung angewandt wird. Die wichtigste Innovation liegt in der Verwendung eines selbstkonfigurierenden, mehrschichtigen neuronalen Perceptron-Netzwerks (MLP-NN), um den Kalman-Filter zur Datenassimilierung zu emulieren, der durch den meta-heuristischen Multipartikelkollisionsalgorithmus (MPCA) optimiert wurde. Das MLP-NN ist sowohl auf FPGA als auch auf TPU implementiert, wobei experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die TPU-Verarbeitung der CPU überlegen ist, wenn die Anzahl der Gitterpunkte 150 überschreitet. Das Kapitel schließt mit der Diskussion des Potenzials dieser Co-Prozessoren zur Verbesserung der Vorhersagbarkeit und Quantifizierung von Unsicherheiten in den Modellen der Meereszirkulation.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Data Assimilation Using Co-processors for Ocean Circulation
verfasst von
Marcelo Paiva
Sabrina B. M. Sambatti
Luiz A. Vieira Dias
Haroldo F. de Campos Velho
Copyright-Jahr
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-47036-3_14

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.