线性不等式组的简单对偶非线性方法

将线性不等式组问题转化为一个形式简单的对偶空间非线性极值问题,本提出了一类新的求解线性不等式组的方法-简单对偶非线性方法,它在理论上是多项式算法,并可以从任意点启动,可以应用共轭梯度方法有效地求解大规模线性不等式组问题。本给出了不同的算法实现,数值实验结果表明,简单对偶非线性方法是有效的。     

对Rosen的梯度投影法收敛性的讨论

一、引言 Rosen的梯度投影法发表于1960,是非线性规划的一个基本方法。方法简单,实际应用的数值效果好。方法的重要性还在于,一些更有效的近代算法继续采用了它的基本思想,在这些算法中,有代表性的是Goldfarb方法。 从Rosen方法发表到现在,已有二十余年了,但它的收敛性问题尚未解决,所谓收敛性问题,是指,当算法产生一无穷序列时,其聚点是否是所求的解。或者从点到集映像的收敛性理论出发,在几何上可解释为,算法是否会由于jamming(zigzaging)的现象而导     

半无限规划的一阶最优性条件和牛顿型算法

在Fischer-Burmeister非线性互补函数的基础上,得到了半无限规划问题的一个新的一阶必要条件,并将半无限规划问题转化成一个光滑的无约束优化问题,给出了适合该问题的一个Damp-Newton算法,数值例子表明:算法结构简单,数值计算有效.     

在材料非线性问题中的摄动有限元法

摄动法是解决非线性连续介质力学问题的一种有效方法.这种方法是建立在该问题的线性解析解的基础上的,因此,若得不到一个简单的解析解,应用这种方法去解决一些复杂的非线性问题将遇到困难.有限元法对解非线性问题也是一种十分有用的工具,然而一般来说,它需要相当长的计算时间. 本文介绍摄动有限元法.这种方法吸取上述两种方法的优点,能够解决更复杂的非线性问题,而且也能大量节省计算机的计算时间. 本文讨论了比例加载下的弹塑性力学问题,并提出一个带孔拉板的数值解.     

复合二项对偶模型中的周期性分红问题

该文主要在有界红利率的条件下讨论复合二项对偶模型的周期性分红问题.通过对值函数进行变换,得到了最优红利策略的一些性质,并且证明了最优值函数是一个HJB方程的唯一解.从而得到了最优策略和最优值函数的一个简单计算方法.根据最优红利策略的一些性质,该文还得到了最优值函数的可无限逼近的上界和下界.最后提供一些数值计算实例来说明该算法.     

一种基于积分方程的数值微分方法

本文研究了目前一些求解数值微分的方法无法求出端点导数或是求出的端点附近导数不可用的问题.利用构造一类积分方程的方法,将数值微分问题转化为这类积分方程的求解,并用一种加速的迭代正则化方法来求解积分方程. 数值实验结果表明该算法可以有效求出端点的导数,且具有数值稳定、计算简单等优点.     

Abel变换数值反演的积分算子方法

本文研究了Abel变换的数值反演问题.利用Abel变换的理论反演公式与数值求导的积分算子法相结合的方法,对反演公式中奇异积分合理处理,获得Abel变换数值反演的一种算法,并进行了理论分析与数值实验. 结果表明该算法具有计算简单、数值稳定等优点.     

分裂算法理论的初步探讨

所谓分裂算法就是将一个复杂的物理过程分解为两个或多个较简单的过程而逐个计算,然后再叠加或综合.这种方法既可使计算逻辑简化,又可节省计算时间,是一种经济的计算方法.对于大气和海洋动力学问题的数值模拟,由于它们需要长时间积分,费时很多,因此如何减少计算量,节省计算时间成为一个不可回避的问题.尤其在我国计算机技术还比较落后的情况下,这个问题显得更加重要.分裂算法就是解决这个问题的最常用、最     

一个新的连分式算法及其收敛性

本文利用连分式插值,得到了一个新的一维搜索方法——连分式算法.用此算法,每迭代一次,只需计算三个点的函数值;在计算连分式插值式的每个系数时,只需一次除法.因此,数值稳定性较好.本文还证明了此算法的收敛性,收敛速度较快,收敛阶近似1.8393.按效能指标E=P~(1/μ)评价,此算法是一个较好的局部一维搜索方法.如果用此法于不精确的一维搜索,因只需计算三个点的函数值,故它是一个较好的、不精确的一维搜索方法,同时也是解超越方程的一个新算法.数值例子表明,它确实有效.     

带等式约束的光滑优化问题的一类新的精确罚函数

罚函数方法是将约束优化问题转化为无约束优化问题的主要方法之一. 不包含目标函数和约束函数梯度信息的罚函数, 称为简单罚函数. 对传统精确罚函数而言, 如果它是简单的就一定是非光滑的; 如果它是光滑的, 就一定不是简单的. 针对等式约束优化问题, 提出一类新的简单罚函数, 该罚函数通过增加一个新的变量来控制罚项. 证明了此罚函数的光滑性和精确性, 并给出了一种解决等式约束优化问题的罚函数算法. 数值结果表明, 该算法对于求解等式约束优化问题是可行的.     

比例风险模型下参数估计的两种MM算法的一些应用

对于带有删失机制的生存数据的研究,比例风险模型是应用最为广泛的统计模型之一。实际中,为得到其参数的极大似然估计需要采用数值方法计算得分方程的解。MinorizationMaximization算法(以下简称"MM算法")将求解复杂的目标函数的极值问题转化为求解简单的代理函数的极值问题。本文主要探讨,在比例风险模型下通过两种不同的思想为偏似然函数构造代理函数,从而得到的两种MM算法。通过数值模拟和实际数据分析实现这两种MM算法在比例风险模型下的一些应用。     

避免导数计算的一个新的迭代公式

Newton迭代是非线性方程求根的一个非常有效的方法,它只需计算一阶导数值,不必计算高阶导数值,且具有二阶的收敛速度.本文给出一个新的迭代公式,只需计算函数值,同样也具有二阶的收敛速度,它具有形式简单,计算量小的特点,数值试验表明该迭代公式是非常有效的.     

从数值最优化方法到学习最优化方法

传统最优化问题的求解方法主要是以梯度法为基础的数值最优化方法,它是解析与数值计算相结合的迭代求解方法,是一种基于固定模式的最优化方法.算法的迭代过程实质上是对迭代点进行非线性变换的过程,该非线性变换是通过一系列方向和步长来实现.对于最优化问题的每一个实例,都需要从头到尾执行整个算法,计算复杂度是固定的.一旦算法被程序实现,算法的效率(计算精度和复杂度)就被固定.人工智能解决问题的方法都具有学习功能.随着人工智能,特别是深度学习的兴起,学习类方法在一些领域取得了巨大的成功,如图像识别(特别是人脸识别、车牌识别、手写字符识别等)、网络攻击防范、自然语言处理、自动驾驶、金融、医疗等.本文从新的视角研究传统的数值最优化方法和智能优化方法,分析其特点,由此引出学习最优化方法,并对它们进行了对比,提出了学习最优化方法的设计思路.最后,以组合最优化为例,对该类方法的设计原理进行阐述.     

一类连续函数模拟退火算法及其收敛性分析

高维连续函数的全局优化问题普遍存在于计算生物学、计算化学等领域．针对这类问题和现有连续函数模拟退火算法的某些不足,本文给出了一类改进的模拟退火算法．采用一种简单的方法证明了算法的全局收敛性．数值结果表明,对于高维连续函数,该算法能够快速有效地收敛到全局最优点,比较了两种新解产生方法的试验结果。     

一些高振荡积分、高振荡积分方程的高性能计算

电磁、声波散射问题的研究涉及一类数学物理问题, 此类问题具有深刻的理论价值和重要的应用背景, 亟待解决. 高振荡微分、积分方程是刻画这些问题的重要的数学模型, 其数值计算存在许多挑战性研究课题. 本文从积分方程解法角度出发, 综述了求解这类高振荡问题的一些最新进展, 特别是针对广义Fourier 变换、Bessel 变换的高效算法、高振荡核Volterra 积分方程的数值解法作了详细介绍. 这些数值方法共有特点是振荡频率越高算法精度愈高, 且可望为电磁计算的研究提供一些新的高效算法.     

计算钝头体绕流的隐式直线法

在钝头体超音速无粘绕流问题的数值计算中,直线法是一种很有效的方法。与其它方法相比,它有许多优点,例如它的算法简单,所需机器存储量小,用很少几条射线就能得到满意的结果,等等。我们用直线法对钝头体超音速无粘绕流进行了广泛的计算,方法及计算结果已在[1,2]中刊出。但是,在[2]所叙述的方案中,由于方程右端的分母在物     

具有相型服务分布的排队系统的性能灵敏度分析

具有非线数服务分布的排队网络已被广泛应用于许多领域,如通讯网络和管理系统。本文借助于无穷小说矩阵摄动方法,研究了M/PH/1排队系统的稳态性能灵敏度分析问题,给出了性能灵敏度公式,并表明了稳态性能灵敏度很容易通过系统势能进行计算。同时,给出一种计算势能及性能导数的算法。这个算法可直接用于系统的控制与优化,因为它基于分析系统的一条单一样本轨道。最后提供一个数值例子来表明这个算法的应用。     

直接法的数值稳定性

到目前为止,数值线代数方面最重要的进展是五十年代末Wilkinson提出的向后误差分析方法。但他给出的数值稳定性定义太严格,把不少实际上工作得很好的算法排斥在外。1975年Miller发现了这一问题。他举了Z(d)=d_1 d_2 d_1d_2这样很简单的问题说明Wilkinson的定义不够恰当,并给出了改进的数值稳定性定义。 设X是n维Euclid空间,Y是m维Euclid空间。I X,φ Y。一个数值计算问题P是三元组{I,φ,F},F是I到φ的一个映照,即对x∈J,存在唯一的y∈φ,使F(x)=y。问题P可有若干个算法求解。譬如用算法A来解。显然A是一个数值计算     

伪谱计算的增广块Householder Arnoldi算法（英文）

伪谱是解释非正规矩阵或算子行为的一个有用工具.矩阵伪谱计算的一个常用方法是grid-SVD算法,实现这个算法需要在每一个网格点处作奇异值分解(SVD);另外一个计算方法是基于Schur分解的逆Lanczos算法.由于上述方法的计算量比较大,通常只适用于中小型矩阵.近些年,有些学者探讨了大规模矩阵伪谱计算的Krylov子空间投影方法.在探讨了Householder Arnoldi(HA)算法块情形的计算行为和实用性能的基础上,提出了计算大规模矩阵伪谱的增广块HA(ABHA)算法,并对一些典型测试矩阵进行了一系列的数值试验.数值结果表明,增广块HA(ABHA)算法比HA算法,块隐式重启Arnoldi(BLIRA)算法和逆Lanczos算法的计算效率更高,更具优越性.     

求解线性Caputo分数阶微分方程的高精度数值算法

首先,研究了计算Caputo分数阶导数的数值算法,并将其应用于求解线性Caputo分数阶微分方程的初值问题,提出了求解此问题的基础数值算法.如果初值条件不足,应用基础算法将无法计算出高精度的数值解.为了解决这一问题,构造辅助函数计算缺少的初值条件,进而设计出高精度的数值算法.计算实例说明,高精度算法是有效的.