基于Hat函数的配置法解多维分数阶Fredholm积分方程

配置法是数值计算中常用的直接算法,具有数值稳定性好和计算精度高的优点.采用以hat函数为基底的配置法求解多维分数阶Fredholm积分方程.首先结合hat函数的性质,通过以hat函数为基底建立的配置法将分数阶积分方程转化为代数方程进行求解.然后在投影算子理论的框架下,建立了方程的收敛性理论并给出了误差分析.最后利用数值算例通过与其他数值方法相比较,验证了算法的高精度和高效率.     

一种特殊函数的算法研究

由于有些函数的计算量巨大,因此通过算法的研究减少计算量是计算机发展的一个重要方向.本文通过对一个函数算法的研究,提出一种减少计算量的新算法.     

基于二次多项式的积极集光滑化max函数及其在无约束minimax问题中的应用

本文基于分段二次多项式方程,构造了一种积极集策略的光滑化max函数.通过给出与光滑化max函数相关的分量函数指标集的直接计算方法,将分段二次多项式方程转化为一般二次多项式方程.利用二次多项式方程根的性质,给出了该光滑化max函数的稳定计算策略,证明了其具有一阶光滑性,其梯度函数具有局部Lipschitz连续性和强半光滑性.该光滑化max函数仅与函数值较大的分量函数相关,适用于含分量函数较多且复杂的max函数的问题.为了验证其效率,本文基于该函数构造了一种解含多个复杂分量函数的无约束minimax问题的光滑化算法,数值实验表明了该光滑化max函数的可行性及有效性.     

用于积分方程解的广义逆函数值Pade逼近的ε—算法和η—算法

为加速具有函数值系数的幂级数收敛并估计积分方程的特征值，建立了两个计算广义逆函数值Pade逼近的有效的递推算法：ε－算法和η－算法，借助于这两个算法之间的内在关系，给出了广义函数值Pade逼近的名的Wynn恒等式。     

约束优化无罚函数非单调SQP算法

本文研究求解非线性约束优化问题.利用非单调无罚函数方法,提出了一个新的序列二次规划算法.该算法在每次迭代过程中只需求解一个QP子问题和一个线性方程组.在一般条件下,算法具有全局收敛性,数值结果表明,计算量小于单调且含罚函数的传统算法.     

一种新的无约束优化线搜索算法

在对各种有效的线搜索算法分析的基础上,给出了一种求解光滑无约束优化问题的新的线搜索算法.对于目标函数是二次连续可微且下有界的无约束优化问题,算法具有与Wolfe-Powell线搜索算法相同的理论性质.在每一步迭代中算法至多需要计算两次梯度,对于计算目标函数梯度花费较大的情形可以节省一定的计算量.数值试验表明本文算法是可行的和有效的.     

求解二维浅水波方程的移动网格旋转通量法

为提高求解二维浅水波方程数值算法的分辨率,拟构造求解该方程的新算法:基于移动网格法,选用熵稳定数值通量函数,利用旋转不变性得到混合数值通量.该算法中,浅水波方程的数值求解和依据解的特性进行自适应疏密分布的网格计算过程交错进行.利用变分原理进行网格重构,新网格上的物理量采用二阶精度的守恒型插值公式计算,最终采用三阶强稳定Runge-Kutta法与满足热力学第二定律的熵稳定格式实现浅水波方程的数值求解.数值结果表明,新算法具有良好的间断捕捉能力,分辨率高.     

大气运动基本方程组的解析解

在已知大气运动基本方程于光滑函数类中具有最好的稳定性前提下,讨论了它的局部解的解空间构造．根据它的解空间构造,分析了这个方程具有代表性和应用性的第三初值问题,在解析函数类中给出了适定的第三初值问题的解析解的计算方法以及具体的关系表达式,在局部解意义下完整的解决了这一点初值问题的解析解所涉及的理论与计算问题．指出其它类型定解问题都可以仿照文中的计算方法和步骤,求出所需要的稳定的解析解．     

结构动力响应中急动度的计算

急动度(jerk)在工程实践中具有重要的意义.将径向基函数逼近与配点法相结合,发展了一种能够有效求解动力响应的数值算法.该方法使用径向基函数插值来逼近真实的运动规律,能够用于急动度和急动度(三阶)方程的计算,弥补了传统的数值方法无法计算急动度的不足.并针对微分方程的特点,提出了改进的多变量联合插值函数,同时添加与微分方程同阶的初值条件,可显著减小数值震荡.算例表明,该方法具有计算过程简单、精度高的特点,同时对急动度方程也有很好的适用性.     

用于积分方程解的广义逆函数值Padé逼近的ε-算法和η-算法

为加速具有函数值系数的幂级数收敛并估计积分方程的特征值,建立了两个计算广义逆函数值Padé逼近的有效的递推算法:ε-算法和η-算法.借助于这两个算法之间的内在关系,给出了广义逆函数值Padé逼近的著名的Wynn恒等式.     

3-分片线性NCP函数的滤子QP-free算法

本文定义一个3-分片线性的NCP函数,并对非线性约束优化问题,提出了带有这分片NCP函数的QP-free非可行域算法.根据优化问题的一阶KKT条件,利用乘子和NCP函数,得到非光滑方程,本文给出一个非光滑方程的迭代算法.这算法包含原始-对偶变量,在局部意义下,可看成关于一阶KKT最优条件的的扰动拟牛顿迭代算法.在线性搜索时,这算法采用滤子方法.本文给出的算法是可实现的并具有全局收敛性,且在适当假设下具有超线性收敛性.     

交替方向的扩散方程精细积分并行算法

给出了交替方向的二维扩散方程的精细积分算法，将一个时间步积分分为两个方向，使大规模矩阵的计算转化为一些小矩阵的计算，减小了每一步求解的计算量．对于方形区域的齐次方程，计算结果与全城精细积分完全相同，而计算量和存储量都要小得多．算例表明了算法具有较高的并行计算加速比和计算效率．     

基于CNN-ELM的SAR图像分类识别

针对传统卷积神经网络(CNN)中Sigmod激活函数求导计算量大,提取SAR图像特征效率不高的问题,本文将CNN中的Sigmod激活函数改进为Relu激活函数,并结合极限学习机(ELM)算法,提出了基于CNN-ELM算法的SAR图像识别算法,通过对SAR图像进行分类识别的实验表明,该算法能实现网络的稀疏性,缓解过拟合问题,加快网络的收敛速度,并且具有更高的识别率.     

基于凝聚函数的互补问题的自调节内点算法

对于不可微的"极大值"形式的函数,可以利用凝聚函数对其进行光滑逼近.借助这个技术,给出了求解线性互补问题的一个具有自调节功能的内点算法.基于邻近度量和线性互补问题的标准中心化方程的关系,定义了一个新的邻近度量函数,并以极小化这个函数的最优性条件代替了该中心化方程.以此在摄动方程本身建立一种自调节的机制,从而使牛顿方向能够根据上次迭代点的信息做出自适应的调整.基于改造后的摄动方程组,建立了一个具有自调节功能的内点算法.通过一些考题对这个算法进行了数值试验,结果显示了算法的有效性和稳定性.     

一个无参数的填充函数算法

自从1990年Ge R.P.教授在文章【A Filled Function Method for Finding a Global Minimizer of a Function of Several Variables[J].Math.Programming,1990,46:191-204】中提出了求全局最优化的填充函数算法以来,此类算法的有效性一直受到调整参数的困扰,在上述文章最后他也期待出现无参数的填充函数.作为一种尝试,本文提出了一种新的无参数的填充函数,并在此基础上,构造出一个无参数填充函数算法.数值试验证明该算法是有效的,同时与已有的填充函数算法比较具有计算量小的优势.     

轨道运动方程数值解的一种加速算法

针对卫星轨道受大气阻力摄动的运动方程,提出了一种数值加速算法,该算法实现简单、计算量小、精度高,适合于各类卫星轨道的方程的求解.     

具有承袭性的高阶导数有理插值算法

切触有理插值是函数逼近的一个重要内容,而降低切触有理插值的次数和解决切触有理插值函数的存在性是有理插值的一个重要问题.切触有理插值函数的算法大都是基于连分式进行的,其算法可行性是有条件的,且计算量较大.利用Newton(牛顿)多项式插值的承袭性和分段组合的方法,构造出了一种无极点且满足高阶导数插值条件的切触有理插值函数,并推广到向量值切触有理插值情形;既解决了切触有理插值函数存在性问题,又降低了切触有理插值函数的次数.最后给出误差估计,并通过数值实例说明该算法具有承袭性、计算量低、便于编程等特点.     

RBF-PU方法求解二维非局部扩散问题和近场动力学问题

采用单位分解径向基函数(radial basis function partition of unity,RBF-PU)方法,数值求解了二维非局部扩散问题和近场动力学问题。主要思想是对求解区域进行局部划分,在局部子区域上分别进行函数逼近,然后加权得到未知函数的全局逼近。这种基于方程强形式的径向基函数方法在求解非局部问题时,不需要处理网格与球形邻域求交的问题,避免了额外的一层积分计算,实施简便,计算量小。数值实验显示计算结果与解析解吻合较好,RBF-PU方法可以准确有效地求解非局部扩散方程和近场动力学方程。     

等式约束优化非单调信赖域算法

设计了一个新的求解等式约束优化问题的非单调信赖域算法.该算法不需要罚函数也无需滤子.在每次迭代过程中只需求解满足下降条件的拟法向步及切向步.新算法产生的迭代步比滤子方法更易接受,计算量比单调算法小.在一般条件下,算法具有全局收敛性.     

阈红利策略下Erlang(2)风险模型罚金函数的相关结果

研究了两步保费率下Erlang(2)风险过程,给出了Gerber-Shiu折现罚函数的相关结果:即给出了罚金函数的两个微积分方程及其解或更新方程.在索赔额为指数分布条件下得到了两个与破产相关的量并计算出了相应的数值结果.