Implementing GradNorm for a Physics Informed Neural Network in pytorch

I am currently writing a physics informed neural network that learns the velocity, temperature, and pressure field from the evolution of a bubble in a pool boiling scenario. I have tried to implement the GradNorm regularization scheme to help convergence of the model as outlined here https://arxiv.org/abs/2308.08468 , but instead of helping convergence it prevents it.

Here is the implementation that is part of a larger class I have written in Jupyter Notebook.

def global_weight_update(self,w_pde,w_data,w_bc,w_ic,C=0.9):
        
        bc_batch_size = self.North.shape[0] // self.num_batches
        ic_batch_size = self.X0.shape[0] // self.num_batches
        data_batch_size = self.Xdata.shape[0] // self.num_batches
        
        bc_indices, ic_indices, data_indices = self.shuffle_data()
        w1, w2, w3, w4 = 0, 0, 0, 0
        
        for batch in range(self.num_batches):
            self.optimizer_adam.zero_grad()
            bc_batch = self.get_batches(batch,bc_batch_size,bc_indices)
            ic_batch = self.get_batches(batch,ic_batch_size,ic_indices)                
            data_batch = self.get_batches(batch,data_batch_size,data_indices)
            
            bc_loss = self.boundary(self.North[bc_batch], self.South[bc_batch], 
                                    self.East[bc_batch], self.West[bc_batch])
            ic_loss = self.get_initial(self.X0[ic_batch], self.U0[ic_batch])
            pde_loss, data_loss = self.physics(self.Xdata[data_batch], self.adata[data_batch])
            
            w1 += self.get_norm_gradLoss(pde_loss)
            w2 += self.get_norm_gradLoss(data_loss)
            w3 += self.get_norm_gradLoss(bc_loss)
            w4 += self.get_norm_gradLoss(ic_loss)

        w1 /= self.num_batches
        w2 /= self.num_batches
        w3 /= self.num_batches
        w4 /= self.num_batches
            
        total = w1 + w2 + w3 + w4
        w1 = total / w1
        w2 = total / w2
        w3 = total / w3
        w4 = total / w4
            
        w_pde_new = C * w_pde + (1-C)*w1
        w_data_new = C * w_data + (1-C)*w2
        w_bc_new = C * w_bc + (1-C)*w3
        w_ic_new = C * w_ic + (1-C)*w4       

        return w_pde_new, w_data_new, w_bc_new, w_ic_new

The final loss function I want to optimize is this.

                self.loss = w_pde * pde_loss + w_data * data_loss + w_bc * bc_loss + w_ic * ic_loss

The initial values at epoch 0 are all 1.0 for all weights. Does anyone have any suggestions besides changing the initial values of the loss weights? Thanks in advanced for any and all advice.

New contributor

Logan is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật