Вычислительная наука

14
Научные вычисления на Python с современными графическими процессорами с двойной точностью

Кто-нибудь здесь использовал научные вычисления двойной точности с графическими процессорами нового поколения (например, K20) через Python? Я знаю, что эта технология быстро развивается, но каков наилучший способ сделать это в настоящее время? GPU не входит в число популярных научных библиотек...

14
Примеры вычислений PDE с использованием параллелизма как в пространстве, так и во времени

При численном решении начальных краевых УОП очень распространено использование параллелизма в пространстве . Гораздо реже использовать некоторую форму параллелизма при дискретизации по времени , и этот параллелизм обычно гораздо более ограничен. Мне известно о растущем количестве кодов и...

13
Как построить хорошо сбалансированный конечный объем и разрывные методы Галеркина для гиперболических уравнений в частных производных?

Исходные термины, например, из-за батиметрии в уравнениях мелкой воды, должны быть интегрированы особым образом для сохранения физических устойчивых состояний. Есть ли общий способ построения хорошо сбалансированных методов, или он требует специальных методов для каждого...

13
Каковы возможные методы решения сжимаемых уравнений Эйлера

Я хотел бы написать свой собственный решатель для сжимаемых уравнений Эйлера, и что наиболее важно, я хочу, чтобы он работал надежно во всех ситуациях. Я хотел бы, чтобы это было на основе FE (DG в порядке). Каковы возможные методы? Мне известно о выполнении DG 0-го порядка (конечные объемы), и это...

13
Тестирование комплектов для числовых приложений в C ++?

Недавно я подталкивал свою группу к включению большего количества тестирования при написании их кода. Было несколько серьезных ошибок, которые требовались намного дольше, чем, вероятно, было необходимо, потому что у нас не было хорошего режима тестирования. Однако я подозреваю, что наличие...

13
Как избежать катастрофической отмены в функции Python?

У меня проблемы с реализацией функции численно. Он страдает от того факта, что при больших входных значениях результат очень большое число раз очень маленькое число. Я не уверен, что термин «отмена» является правильным, поэтому, пожалуйста, поправьте меня, если это так. Доказательства того, что...

13
Почему интеграл Matlab превосходит integrate.quad в Scipy?

Я испытываю некоторое разочарование по поводу того, как Matlab обрабатывает числовую интеграцию против Scipy. Я наблюдаю следующие различия в моем тестовом коде ниже: Версия Matlab работает в среднем в 24 раза быстрее, чем мой эквивалент на Python! Версия Matlab способна вычислить интеграл без...

13
Подсчет FLOP для библиотечных функций

При оценке числа FLOP в простой функции часто можно просто перейти к выражению, объединяющему основные арифметические операторы. Однако в случае математических утверждений, включающих четное деление, этого сделать нельзя, и можно ожидать, что он сможет сравнивать с подсчетами FLOP функций только с...

13
Как бороться с изогнутым граничным условием при использовании метода конечных разностей?

Я пытаюсь узнать о численном решении PDE самостоятельно. Я начал с метода конечных разностей (FDM) в течение некоторого времени, потому что я слышал, что FDM является основой многочисленных численных методов для PDE. До сих пор я немного разбирался в FDM и был в состоянии написать коды для...

13
В арифметике с плавающей запятой, почему числовая неточность возникает в результате добавления маленького члена к разнице больших членов?

Я читал книгу Аллена и Тилдесли « Компьютерное моделирование жидкостей ». Начиная со страницы 71, авторы обсуждают различные алгоритмы, которые используются для интеграции уравнений движения Ньютона в моделирование молекулярной динамики (МД). Начиная со страницы 78, авторы обсуждают алгоритм Верле,...

13
Как создать случайный трехмерный домен, представляющий корневую структуру растения?

Я хотел бы смоделировать ламинарный поток воды от корней к стеблю растения. В самом конце корней трубы варьируются от миллиметра до сантиметра в диаметре и длине. По мере приближения к стеблю корни становятся больше по длине и диаметру. Я хочу создать случайные трехмерные домены, представляющие...

13
Является ли алгоритм Томаса самым быстрым способом решения симметричной диагонально доминирующей разреженной трехдиагональной линейной системы

Мне интересно, является ли алгоритм Томаса самым быстрым (доказуемо?) Решением симметричной диагонально доминирующей разреженной трехдиагональной системы с точки зрения алгоритмической сложности (не ища пакетов реализации, таких как LAPACK и т. Д.). Я знаю, что и алгоритм Томаса, и многосетка имеют...

13
Понимание того, как Numpy делает SVD

Я использовал разные методы для вычисления как ранга матрицы, так и решения матричной системы уравнений. Я наткнулся на функцию linalg.svd. Сравнивая это с моими собственными усилиями по решению системы с устранением по Гауссу, она кажется более быстрой и точной. Я пытаюсь понять, как это возможно....

13
Оценка вероятности аппаратной ошибки

Скажем, я выполняю вычисления на суперкомпьютере на 100 000 ядер в течение 4 часов на http://www.nersc.gov/users/computational-systems/edison/configuration , обмениваясь по сети примерно 4 ПБ данных и выполняя около 4 ТБ I / О. Все вычисления являются целочисленными, поэтому результаты либо...

13
CFD: влияет ли схема временного шага на стационарное решение? Если да, то почему?

Я пытаюсь решить уравнение Идеального МГД с использованием полудискретных методов, пространственных реконструкций ENO и временного шага TVD РК. Я получаю разные стационарные решения с разным временным порядком. Это...

13
Может ли уравнение переноса с переменной скоростью быть консервативным?

Я пытаюсь понять уравнение адвекции с переменным коэффициентом скорости немного лучше. В частности, я не понимаю, как уравнение может быть консервативным. Уравнение адвекции , ∂u∂t+∂∂x(vu)=0∂u∂t+∂∂x(vu)=0 \frac{\partial u}{\partial t} + \frac{\partial}{\partial x}(\boldsymbol{v}u) = 0 Давайте...

13
предварительная обработка метода Крылова другим методом Крылова

В таких методах, как gmres или bicgstab, может быть привлекательным использовать другой метод Крылова в качестве предварительного кондиционера. В конце концов, их легко реализовать без матрицы и в параллельной среде. Например, один кул может использовать несколько (скажем, ~ 5) итераций...

13
Понимание «скорости сходимости» для итерационных методов

Согласно Википедии скорость сходимости выражается в виде определенного отношения векторных норм. Я пытаюсь понять разницу между «линейными» и «квадратичными» скоростями в разные моменты времени (в основном, «в начале» итерации и «в конце»). Можно ли сказать, что:...

13
Имеет ли какое-либо практическое значение «метод кофактора» для обращения матрицы?

Название вопроса. Этот метод включает использование «матрицы кофакторов» или «матрицы сопряжения» и дает явные формулы для компонентов обратной квадратной матрицы. Нелегко сделать вручную для матрицы больше, чем, скажем, 3 × 33×33\times 3 . Для матрицы n × nn×Nn\times n требуется вычисление...

13
Является ли С медленнее, чем Фортран, в спектральной норме (с использованием gcc, intel и других компиляторов)?

Вывод здесь: Насколько лучше на самом деле компиляторы Фортрана? в том, что gfortran и gcc так же быстры для простого кода. Поэтому я хотел попробовать что-то более сложное. Я взял пример спектральной нормы. Сначала я рассчитываю 2D матрицу A (:, :), а затем вычисляю норму. (Это решение не...