Вычислительная наука

11
Структуры данных для кода конечного объема: массивы против классов

Я должен написать код конечного объема для магнитной гидродинамики (МГД). Я написал числовой код раньше, но не в этом масштабе. Я просто хотел спросить, какой будет хорошим выбором, используя структуру данных (объектно-ориентированный подход) с классами или просто используя несколько массивов для...

11
Градиентный спуск и сопряженный градиентный спуск

Для проекта я должен реализовать эти два метода и сравнить, как они выполняют разные функции. Похоже, метод сопряженных градиентов предназначен для решения систем линейных уравнений Ax=bAx=b A\mathbf{x} = \mathbf{b} Где - матрица размером n на n, которая является симметричной, положительно...

11
Объем трехмерного выпуклого корпуса малой точки устанавливает все на корпус

У меня есть вопрос, похожий на тот, который задавался ранее, за исключением 3D, и мне нужен только объем, а не фактическая форма корпуса. Точнее, мне дан небольшой набор точек (скажем, 10-15) в 3D, все из которых, как известно, лежат на выпуклой оболочке набора точек (поэтому все они «имеют...

11
Имея трехдиагональную линейную систему SPD, можем ли мы предварительно вычислить, чтобы любые три индекса могли быть связаны за O (1) время?

Рассмотрим симметричную положительно определенную трехдиагональную линейную систему где A ∈ R n × n и b ∈ R n . Для трех индексов 0 ≤ i < j < k < n , если предположить , что выполняются только строки уравнения строго между i и k , мы можем исключить промежуточные переменные, чтобы получить...

11
Какова основная структура производительности научного кода?

Рассмотрим два компьютера с разными аппаратными и программными конфигурациями. При запуске одного и того же последовательного кода Навье-Стокса на каждой платформе требуется x и y время для выполнения одной итерации для компьютеров 1 и 2 соответственно. В этом случае - это разница во времени...

11
Механика твердого тела с конечными отличиями: как работать с «угловыми узлами»?

У меня есть вопрос, касающийся кодирования граничных условий для механики твердого тела (линейная упругость). В особом случае я должен использовать конечные различия (3D). Я очень новичок в этой теме, поэтому, возможно, некоторые из следующих вопросов могут быть очень простыми. Чтобы привести к...

11
Есть ли в C / C ++ реализация BLAS на базовом уровне?

Реализация netlib BLAS является отличным эталоном, поскольку в большинстве случаев она неоптимизирована и хорошо документирована (например, zgemm ). Тем не менее, это в Fortran 77, что делает его несколько недоступным для людей с более современным образованием в области программирования. Есть ли в...

11
Численные методы инвертирования интегральных преобразований?

Я пытаюсь численно инвертировать следующее интегральное преобразование: F(y)=∫∞0yexp[−12(y2+x2)]I0(xy)f(x)dxF(y)=∫0∞yexp⁡[−12(y2+x2)]I0(xy)f(x)dxF(y) = \int_{0}^{\infty} y\exp{\left[-\frac{1}{2}(y^2 + x^2)\right]} I_0\left(xy\right)f(x)\;\mathrm{d}x Так что для данного мне нужно приблизить где:f (...

11
Как мне построить поверхность 4D графика?

Я пытаюсь построить волновую функцию для частицы в 3D-окне. Это требует от меня построения 4 переменных: осей x, y, z и функции плотности вероятности. Функция плотности вероятности: abs((np.sin((p*np.pi*X)/a))*(np.sin((q*np.pi*Y)/b))*(np.sin((r*np.pi*Z)/c)))**2 Я использую np.arange()для X, Y и Z....

11
вычисление усеченного SVD, одно единственное значение / вектор за один раз

Существует ли усеченный алгоритм SVD, который вычисляет сингулярные значения по одному? Моя проблема: я хотел бы вычислить первые kkk сингулярных значений (и сингулярных векторов) большой плотной матрицы MMM , но я не знаю, каково было бы подходящее значение kkk . MMM велико, поэтому из соображений...

11
Чисто вращательное совпадение наименьших квадратов

Может ли кто-нибудь порекомендовать метод для следующей задачи наименьших квадратов: найти который минимизирует: , где R - унитарное (вращение) матрица.R∈R3×3R∈R3×3R \in \mathbb{R}^{3 \times 3}∑i=0N(Rxi−bi)2→min∑i=0N(Rxi−bi)2→min\sum\limits_{i=0}^N (Rx_i - b_i)^2 \rightarrow \minRRR Я мог бы...

11
Ограничения Pandas и их альтернативы в Python

Я где-то читал, что Pandas был впервые разработан для финансового мира, по крайней мере, особенно для естественных наук (физика, биология и т. Д.), Так есть ли подобный пакет анализа данных Python, более «ориентированный на естественные науки»? Я только начал использовать Pandas и уже столкнулся с...

11
Вопрос приближения наименьших квадратов

Я беру курс по научным вычислениям, и мы только что подошли к приближению наименьших квадратов. Мой вопрос конкретно об аппроксимации с использованием полиномов. Я понимаю, что если у вас n + 1 точек данных, вы можете найти уникальный многочлен степени n, который описывает все эти точки. Но я также...

11
Числовая производная и конечно-разностные коэффициенты: какое-либо обновление метода Форнберга?

Когда кто-то хочет вычислить числовые производные, метод, представленный Бенгтом Форнбергом здесь (и сообщенный здесь ), очень удобен (точен и прост в реализации). Как оригинальная статья 1988 года, я хотел бы знать, есть ли лучшая альтернатива сегодня (как (или почти) как простая и более...

11
Существуют ли предварительные условия черного ящика для методов без матрицы?

Методы Ньютона-Крылова без Якобиана (JFNK) и методы Крылова в целом могут быть очень полезными, поскольку они не требуют явного хранения или построения матрицы, а только результатов произведений матрицы-вектора. Если вы действительно формируете разреженную систему, для вас есть много...

11
Проверка, является ли матрица положительной полуопределенной

У меня есть список симметричных матриц, которые мне нужно проверить на положительную полуопределенность (т.е. их собственные значения неотрицательны).LL{\cal L} Приведенный выше комментарий подразумевает, что это можно сделать, рассчитав соответствующие собственные значения и проверив, являются ли...

11
Каково текущее состояние дел в решении многомерных параболических уравнений в частных производных (многоэлектронное уравнение Шредингера)

Каково текущее состояние техники для решения многомерных (3-10) параболических PDE в сложной области с простыми полюсами (формы ) а поглощающие граничные условия?1| р⃗ 1- г⃗ 2|1|р→1-р→2| \frac{1}{|\vec{r}_1 - \vec{r}_2|} В частности, я заинтересован в решении многоэлектронного уравнения Шредингера:...

11
Понимание стоимости сопряженного метода для pde-ограничения оптимизации

Я пытаюсь понять, как метод оптимизации на основе сопряжения работает для ограниченной оптимизации PDE. В частности, я пытаюсь понять, почему сопряженный метод более эффективен для задач, в которых число проектных переменных велико, но «число уравнений мало». Что я понимаю: Рассмотрим следующую...

11
Политика в отношении публикации и разработки открытого кода в академических кругах

Вступление Позвольте мне сначала высказать некоторые противоречивые утверждения по данному вопросу, чтобы проиллюстрировать, в чем заключаются проблемы. Лично я хотел бы, чтобы мой код был открыт на каждом этапе разработки, так как другие увидят и воспользуются тем, что я делаю Мне также нравится...

11
Конечные элементы на многообразии

Я хотел бы решить некоторые уравнения в многообразиях, скажем, например, эллиптическое уравнение на сфере. С чего начать? Я хотел бы найти что - то , что использование уже существующую коду / библиотеки в 2D, ничего так фантазий (на данный момент) Добавлено позже: статьи и доклады...