Вопросы с тегом «numerical-analysis»

Построение и анализ алгоритмов вычисления приближенных дискретных решений непрерывных задач. Каноническим примером является приближение производных через разностные коэффициенты.

77
Есть ли качественный решатель нелинейного программирования для Python?

У меня есть несколько сложных невыпуклых задач глобальной оптимизации. В настоящее время я использую MATLAB Optimization Toolbox (в частности, fmincon()с алгоритмом = 'sqp'), что довольно эффективно . Тем не менее, большая часть моего кода написана на Python, и я бы тоже хотел провести оптимизацию...

39
Каково состояние параллельных методов ODE?

В настоящее время я изучаю параллельные методы для интеграции ODE. Существует много новой и старой литературы, описывающей широкий спектр подходов, но я не нашел каких-либо недавних обзоров или обзорных статей, описывающих эту тему в целом. Есть книга Burrage [1], но ей почти 20 лет, и,...

16
Как следует применять граничные условия при использовании метода конечных объемов?

Исходя из моего предыдущего вопроса, я пытаюсь применить граничные условия к этой неоднородной сетке конечного объема, Я хотел бы применить граничное условие типа Робина к lhs области ( x=xL)x=xL)x=x_L) , так что σL=(dux+au)∣∣∣x=xLσL=(dux+au)|x=xL \sigma_L = \left( d u_x + a u \right)...

16
Как вы отлаживаете числовой код, что может быть источником этой колебательной ошибки?

Можно получить много понимания из опыта, мне просто интересно, видел ли кто-нибудь что-то подобное раньше. График показывает начальное условие (зеленый) для уравнения адвекции-диффузии, затем решение на итерации 200 (синий) и затем снова на итерации 400 (красный). Решение уравнения...

16
Евклидово расстояние в Октаве

Я хотел бы знать, есть ли быстрый способ вычисления евклидова расстояния двух векторов в октаве. Кажется, что для этого нет специальной функции, так что я должен просто использовать формулу с...

15
Возможно ли решить нелинейные уравнения в частных производных без использования итерации Ньютона-Рафсона?

Я пытаюсь понять некоторые результаты и был бы признателен за некоторые общие замечания по решению нелинейных проблем. Уравнение Фишера (нелинейная реакция-диффузионная ФДЭ), UT= дUх х+ βи ( 1 - и ) = F( и )UTзнак равноdUИксИкс+βU(1-U)знак равноF(U) u_t = du_{xx} + \beta u (1 - u) = F(u) в...

15
Загадочное замечание об области устойчивости метода Рунге-Кутты пятого порядка

Я наткнулся на удивительное замечание в газете PJ van der Houwen, Развитие методов Рунге-Кутты для уравнений с частными производными, Appl. Num. Математика 20: 261, 1996 В строках 8ff на странице 264 ван дер Хоувен пишет: «Для полиномов Тейлора это означает, что мнимый интервал устойчивости пуст...

15
Конкурсы научного программирования

Я регулярно участвую в так называемых «соревнованиях по программированию», где вы решаете сложные алгоритмические задачи с помощью собственного кода и навыков решения проблем в течение ограниченного периода времени. Для получения справочных примеров того, как они могут выглядеть, найдите...

15
Эффективное вычисление обратной матрицы квадратного корня

Распространенной проблемой в статистике является вычисление обратного корня квадратного от симметричной положительно определенной матрицы. Что было бы наиболее эффективным способом вычисления этого? Я натолкнулся на некоторую литературу (которую я еще не читал), и некоторый случайный код R здесь ,...

14
Оптимальный метод ODE для фиксированного количества оценок RHS

На практике время выполнения численного решения IVP x ( t 0 ) = x 0 часто преобладает продолжительность оценки правой части (RHS) f . Поэтому давайте предположим, что все другие операции выполняются мгновенно (т.е. без затрат на вычисления). Если общая среда для решения IVP ограниченато это...

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
Альтернативы анализу устойчивости по Нейману для конечно-разностных методов

Я работаю над решением связанных одномерных уравнений пороупругости (модель Био), заданных как: −(λ+2μ)∂2u∂x2+∂p∂x=0−(λ+2μ)∂2u∂x2+∂p∂x=0-(\lambda+ 2\mu) \frac{\partial^2 u}{\partial x^2} + \frac{\partial p}{\partial x} = 0...

12
численное интегрирование по многим переменным

Пусть и быть функцией этих переменных.f( → x ):[0,1]n→CИкс⃗ = ( х1, х2, … , ХN) ∈ [ 0 , 1 ]Nx→=(x1,x2,…,xn)∈[0,1]n\vec{x} = (x_1, x_2, \dots, x_n) \in [0,1]^nе( х⃗ ) : [ 0 , 1 ]N→ Cf(x→):[0,1]n→Cf(\vec{x}): [0,1]^n \to \mathbb{C} Существует ли рекурсивная схема для этого повторного интеграла? ∫[ 0...

12
Колебания в сингулярно возмущенных задачах реакции-диффузии с конечными элементами

При FEM-дискретизации и решении задачи диффузии-реакции, например, с (сингулярное возмущение), решение дискретной задачи обычно будет иметь колебательные слои вблизи границы. При , и линейных конечных элементах решение выглядит следующим образом0 < е « 1 Ом = ( 0 , 1 ) е = 10 - 5 ¯u ч- ε Δ u + u...

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 следует обрабатывать непостоянные коэффициенты с помощью схемы против ветра первого порядка конечного объема?

Начиная с уравнения адвекции в форме сохранения. UT= ( a ( x ) u )Иксut=(a(x)u)x u_t = (a(x)u)_x где - скорость, зависящая от пространства, а u - концентрация вида, которая сохраняется.а ( х )a(x)a(x)Uuu Дискретизация потока (где поток , определенный на краях ячеек между точками сетки) дает, u t =...

11
масштабная инвариантность для алгоритмов поиска строки и области доверия

В книге Nocedal & Wright по числовой оптимизации в разделе 2.2 (стр. 27) содержится утверждение: «Вообще говоря, для алгоритмов линейного поиска легче сохранить масштабную инвариантность, чем для алгоритмов области доверия». В этом же разделе они говорят о наличии новых переменных, которые...

11
Применение метода Рунге-Кутты к ОДУ второго порядка

Как я могу заменить метод Эйлера на 4-й порядок Рунге-Кутты, чтобы определить движение свободного падения с не постоянной гравитационной величиной (например, свободное падение с высоты 10 000 км над землей)? До сих пор я писал простую интеграцию по методу Эйлера: while() { v += getMagnitude(x) *...