非线性特征值问题的二次近似方法

本文研究求解非线性特征值问题的数值方法.基于矩阵值函数的二次近似,将非线性特征值问题转化为二次特征值问题,提出了求解非线性特征值问题的逐次二次近似方法,分析了该方法的收敛性.结合求解二次特征值问题的Arnoldi方法和Jacobi-Davidson方法,给出求解非线性特征值问题的一些二次近似方法.数值结果表明本文所给算法是有效的.     

求解弱线性双层规划问题的一种全局优化方法

双层规划在经济、交通、生态、工程等领域有着广泛而重要的应用.目前对双层规划的研究主要是基于强双层规划和弱双层规划.然而,针对弱双层规划的求解方法却鲜有研究.研究求解弱线性双层规划问题的一种全局优化方法,首先给出弱线性双层规划问题与其松弛问题在最优解上的关系,然后利用线性规划的对偶理论和罚函数方法,讨论该松弛问题和它的罚问题之间的关系.进一步设计了一种求解弱线性双层规划问题的全局优化方法,该方法的优势在于它仅仅需要求解若干个线性规划问题就可以获得原问题的全局最优解.最后,用一个简单算例说明了所提出的方法是可行的.     

Sturm-Liouville特征值问题的多区域Legendre-Galerkin-Chebyshev配置法

提出了求解Sturm-Liouville特征值问题的多区域Legendre-Galerkin-Chebyshev的配置方法.该方法将问题的求解区间分成若干小区间,在小区间上运用Legendre-Galerkin-Chebyshev的配置方法求解,结合了Legendre-Galerkin方法和Chebyshev配置法的优点.数值算例显示了该方法的有效性.     

等差数列一问题的不同求解视角

<正>求解数学问题时,变换不同的视角审视问题,常会给我们带来不同的求解方法,其求解本质是思维灵活性的体现.在学习中从多种视角观察问题有利于其思维能力的培养.下面以一道等差数列问题的求解为例说明之.一、问题呈现记等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a1     

快速求解参数化偏微分方程的缩减基有限元方法及其在核工程中的应用

基于求解偏微分方程的高保真数值模拟已经广泛应用于科学研究和工程设计.然而,即使借助超级计算机的并行计算能力,经典的有限元方法和其它数值方法在面对需要多次求解或需要快速甚至实时求解的问题时仍然面临效率的挑战.针对可用参数化微分方程表示的问题,缩减基有限元方法利用少数代表性的经典有限元解构造基函数,同时通过仿射分解使得系统矩阵和载荷向量的组装变为简单的代数叠加,因此该方法可以大幅度地提高这类问题的求解效率.本文介绍了这种方法的原理,并以固体热传导和中子扩散的快速求解为例,展示了这种方法的优良特性.结果表明,在线阶段的求解效率可以实现两到三个数量级的提升.基于高保真模拟的缩减基模型是将高性能计算应用于工程优化设计、应急指挥以及复杂问题的反分析等工作的有效手段.     

动力下降制导问题的两阶段序列凸化方法

可重复使用火箭技术是近五年来航天工程领域的焦点话题.以三自由度燃料最优控制问题为具体模型,本文研究火箭回收中的关键问题—动力下降制导问题的求解.由于此模型中包含非凸动力学约束(带空气阻力项)、非凸推力大小和方向控制约束等,直接求解方法难以满足工程上实时性的需求.为了消除非凸性带来的困难,本文通过无损凸化、时间离散化和线性化技术将问题转化为一类凸规化问题,即二阶锥规划问题进行求解.此外,为了避免传统的序列凸化策略在求解本文模型时的数值不稳定现象,本文提出一个新的两阶段序列凸化方法.数值结果表明所提方法仅需求解少量的凸规化问题,且拥有比单阶段方法更稳定和高效的数值表现.     

信号处理中一类非线性方程组的快速求解

在声纳和雷达信号处理中,需要求解一类维数可变的非线性方程组,这类方程组具有混合三角多项式方程组形式.由于该问题有很多解,且其对应的最小二乘问题有很多局部极小点,用牛顿法等传统的迭代法很难找到有物理意义的解.若把它化为多项式方程组,再用解多项式方程组的符号计算方法或现有的同伦方法求解,由于该问题规模太大而不能在规定的时间内求解,而当考虑的问题维数较大时,利用已有的方法甚至根本无法求解.综合利用我们提出的解混合三角多项式方程组的混合同伦方法和保对称的系数参数同伦方法,我们给出该类问题一种有效的求解方法.利用这种方法,可以达到实时求解的目的,满足实际问题的需要.     

一类多商品设施选址问题的基于线性松弛解的启发式方法

多商品设施选址问题是众多设施选址问题中一类重要而困难的问题.在这一问题中,顾客的需求可能包含不止一种商品.对于大规模问题,成熟的商业求解器往往不能在满意的时间内找到高质量的可行解.研究了无容量限制的单货源多商品设施选址问题的一般形式,并给出了应用于此类问题的两个启发式方法.这两个方法基于原选址问题的线性规划松弛问题的最优解,分别通过求解紧问题和邻域搜索的方式给出了原问题的一个可行上界.理论分析指出所提方法可以实施于任意可行问题的实例.数值结果表明所提方法可以显著地提高求解器求解此类设施选址问题的求解效率.     

求解无容量设施选址问题的半拉格朗日松弛新方法

无容量设施选址问题Un-capacitated Facility Location, UFL是应用于诸多领域的经典组合优化难题, 半拉格朗日松弛方法是求解UFL问题的一种精确方法. 分析了半拉格朗日松弛方法在求解UFL问题时所具有的性质, 在此基础上, 对求解UFL问题的半拉格朗日松弛方法进行了一定的理论完善, 并探讨了提高半拉格朗日松弛方法求解性能的有效途径.数值计算结果表明：改进方法具有明显的可行性和有效性.     

有限元解三维弹性波方程的并行算法

研究弹性固体中波的传播问题由来已久,由于地震学、石油勘探、地震层析成像等方面的重要应用,三维弹性波方程的求解问题在工业应用中显得日益重要.自七十年代末由石油勘探界首先引入有限元方法求解二维弹性波方程以来,这一公认精度较高的方法在求解三维弹性波方程方面研究成果尚不多见,其主要原因是该问题需要较大的计算机存贮量和计算量.对三维问题使用一般的有限元方法求解,常常需要几十万次反复递推求解高达10~7阶以上的大型线性代数方程组.对于这类超大型的计算课题,目前的     

基于S-R和分解定理的几何非线性问题的数值计算分析

为了探究几何非线性问题的数值求解方法,采用理论推导、MATLAB编程计算、有限元模拟相结合的方法,基于S-R和分解定理及更新拖带坐标描述法,运用插值型无单元Galerkin方法对几何非线性问题的增量变分方程进行了推导,并通过四点Gauss积分法和不动点迭代法对其进行求解.最后以平面悬臂梁的大变形问题为例进行求解计算,发现与ANSYS的计算结果拟合相似度很高,说明了所采用的几何非线性力学理论及数值计算方法的正确性和合理性,为求解几何非线性问题提供了一种新的依据.     

蕴含系分析法

针对决策科学中的策略集生成问题,提出蕴含系分析法.该方法基于蕴含系的概念与性质所建立,用于诊断问题形成的根本原因、发掘与问题相关的潜在与隐含因素、搜索求解问题的切入点,提供了一种分析问题和引导问题求解策略生成的形式化方法.     

二维抛物型方程参数反演的遗传算法

本文研究了二维抛物型方程参数反演问题.利用遗传算法求解此反演问题的方法,把参数反演问题转化为优化问题,通过演化计算方法求解.它从多个初始点开始寻优,借助交叉和变异算子来获得参数的全局最优解.且数值模拟结果表明,具有精度高、编程简单、易于计算机实现等特点.     

无界区域上Stokes问题的自然边界元与有限元耦合法

§1.引言 对于用有限元方法求解平面有界区域上的Stokes问题,国内外已有大量工作,例如可见[2]、[9]及其所引文献.但对无界区域上的这一问题,由于区域的无界性给有限元方法带来了困难,边界元方法及边界元与有限元的耦合法便显示其优越性.本文提出用自然边界元与有限元的耦合法求解无界区域上的Stokes问题.这一耦合法早在作者以前的工作中被应用于求解调和问题、重调和问题和平面弹性问题,但将它用于求解     

三点共线问题赏析

<正>几何问题中,我们常见一类经典问题——三点共线问题.通过学习平面向量知识,我们深刻地体会到:求解三点共线问题,向量的知识和方法非常有用.我们应该学会应用平面向量的有关知识和方法灵活求解几何问题.     

无线通信资源配置中的优化问题与方法

无线通信系统设计中的许多问题归根结底可建模为优化问题.一方面,这些优化问题常常具有高度的非线性性,一般情形下难于求解;另一方面,它们又有自身的特殊结构,如隐凸性和可分性等.利用优化的方法结合问题的特殊结构求解和处理无线通信系统设计问题是近年来学术界研究的热点.本文重点介绍和讨论无线通信系统设计中的最优资源配置(resource allocation)问题和相关优化方法.本文以优化方法为主线,着重介绍这些优化方法在求解无线通信资源配置优化问题中的应用,主要包括线性锥规划如何揭示非凸问题中的隐凸性, Lagrange对偶理论如何揭示相关问题最优解的结构,稀疏优化和整数规划技巧如何帮助建立相关问题的数学模型,以及半正定松弛、交替最优化和分式规划技巧如何快速求解相关问题.最后,本文展望无线通信系统优化设计研究中的一些研究方向和关键问题.     

分布鲁棒机会约束优化问题的研究

机会约束作为求解随机优化问题的重要方法之一,在金融、工程、管理等领域均有着广泛的应用.随着实际问题呈现越来越复杂的不确定性状态,随机变量分布的准确信息难以预测,分布鲁棒机会约束作为有效求解随机变量信息模糊(不完备)下的随机优化问题被提出.近几年,研究者们不断提出分布鲁棒机会约束新的模型理论和算法.现总结了求解不同类型分布鲁棒机会约束问题的建模、模型求解、算法及应用的新进展.     

基于高斯伪谱的最优控制求解及其应用

研究一种基于高斯伪谱法的具有约束受限的最优控制数值计算问题.方法将状态演化和控制规律用多项式参数化近似,微分方程用正交多项式近似.将最优控制问题求解问题转化为一组有约束的非线性规划求解.详细论述了该种近似方法的有效性.作为该种方法的应用,讨论了一个障碍物环境下的机器人最优路径生成问题.将机器人路径规划问题转化为具有约束条件最优控制问题,然后用基于高斯伪谱的方法求解,并给出了仿真结果.     

求解大规模矩阵问题的理论和算法(1998)国际学术会议将在大连理工大学召开

经国家教委批准,大连理工大学将于1998年8月2日至5日举行求解大规模矩阵问题的理论和算法（1998)国际学术会议. 会议主要内容有 1 求解特征问题的Arnoldi型和块Arnoldi型方法的理论和算法实现; 2 求解特征问题的Davidson型和Jacobi-Davidson型方法的理论和算法实现; 3 求解特征问题的Lanczos型方法的理论和算法实现;     

一类二维抛物方程反问题的CCD-ADI方法

许多工程问题可通过带有未知参数的抛物方程求解.因此,发展高精度数值方法求解这类反问题非常重要.本文提出一种交替方向隐格式(ADI)的三层线性化组合紧致差分(CCD)格式求解带控制参数的二维非定常反应扩散方程.该方法在时间上达到二阶精度,空间上达到六阶精度.在每个ADI迭代步,只需求解一个块三对角系统,可通过块Thomas算法快速求解.此外,我们严格证明在周期性边界条件下,CCD-ADI方法解的存在性和唯一性.最后,通过与已有空间四阶方法对比,用数值算例验证新方法的无条件稳定性、精度与效率.