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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire
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Ocean parameterizations in an idealized model using machine learning

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Mangeleer, Victor ULiège
Promoteur(s) : Louppe, Gilles ULiège
Date de soutenance : 4-sep-2023/5-sep-2023 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/18251
Détails
Titre : Ocean parameterizations in an idealized model using machine learning
Titre traduit : [fr] Paramétrisations océaniques dans un modèle idéalisé utilisant l'apprentissage automatique
Auteur : Mangeleer, Victor ULiège
Date de soutenance  : 4-sep-2023/5-sep-2023
Promoteur(s) : Louppe, Gilles ULiège
Membre(s) du jury : Huynh-Thu, Vân Anh ULiège
Geurts, Pierre ULiège
Langue : Anglais
Nombre de pages : 106
Mots-clés : [en] Ocean
[en] Deep Learning
[en] Fourier Neural Operator
[en] Subgrid scale processes
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Multidisciplinaire, généralités & autres
URL complémentaire : https://github.com/VikVador/Ocean-subgrid-parameterizations-in-an-idealized-model-using-machine-learning
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master en ingénieur civil physicien, à finalité approfondie
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] This research aims to explore novel methods for parameterizing the contributions of subgrid-scale processes, which refer to physical phenomena occurring at scales finer than the simulation resolution. More precisely, this work is built upon the research of Ross et al., 2023, who, after many years of parameterization development, have created a framework to properly conduct the assessment of the quality of a parameterization.

In addition to replicating their findings, this study extends its scope by attempting to enhance their results through a series of experiments involving more complex datasets. Furthermore, and perhaps most significantly, it delves into the use of Fourier Neural Operators for modeling subgrid-scale process contributions. These neural networks were recently introduced by Li et al., 2020, and have already exhibited impressive results in many areas of computational fluid dynamics. Hence, while building upon the foundation laid by Ross et al., 2023, this study also pioneers the use of Fourier Neural Operators in this context, subjecting them to comprehensive evaluation within the established benchmarking framework.

In conclusion, this research not only facilitates a comprehensive grasp of the underlying physics in ocean-climate simulations but also delves into unexplored realms by leveraging state-of-the-art deep learning techniques for modeling subgrid-scale processes contributions. The conclusive results show promise and underscore the notion that the most captivating discoveries frequently emerge at the crossroads of two captivating scientific domains.

*Ross, Andrew et al. (2023). “Benchmarking of machine learning ocean subgrid parameterzations in an idealized model”. In: Journal of Advances in Modeling Earth Systems 15.1, e2022MS003258.

**Li, Zongyi et al. (2020). “Fourier neural operator for parametric partial differential equations”. In: arXiv preprint arXiv:2010.08895.


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Description:
Taille: 53.22 MB
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Auteur

  • Mangeleer, Victor ULiège Université de Liège > Master ingé. civ. phys., à fin.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Huynh-Thu, Vân Anh ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Algorith. des syst. en interaction avec le monde physique
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Geurts, Pierre ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Algorith. des syst. en interaction avec le monde physique
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
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