Научный семинар «Экономичные методы численного интегрирования задачи Коши для систем ОДУ с контрастными структурами и сингулярностями»

Научный семинар «Экономичные методы численного интегрирования задачи Коши для систем ОДУ с контрастными структурами и сингулярностями»

Мероприятие прошло
28 апреля 2021
Место проведения
Участие online
Контактное лицо
Салпагаров Солтан Исмаилович
О мероприятии

28 апреля с 15:00 до 16:20 по московскому времени

Многие проблемы физики и техники приводят к жестким начальным и начально-краевым задачам (сводящиеся к начальным задачам огромной размерности). Примерами являются кинетика реакций, кумуляция, взрыв, пробой в плазме и полупроводниках, выбор оптимальных режимов зажигания термоядерных мишеней и т.д. Другой характерной особенностью таких задач является плохая обусловленность: стремительное нарастание ошибок округления сильно ограничивает точность. В некоторых из перечисленных задач решение имеет сингулярность, то есть обращается в бесконечность за конечное время. Наличие сингулярностей представляет серьезную трудность для численного расчета.

С 1970-х годов для задач Коши предлагались методы автоматического выбора шага, адаптированного к решению. Однако они не гарантировали получения заданной пользователем точности и нередко приводили к грубо ошибочным результатам (выдаваемая оценка погрешности могла отличаться от фактической точности на 9-10 порядков).

В данной работе предложен принципиально новый метод автоматического выбора шага по кривизне интегральной кривой в аргументе длина дуги, названный геометрически-адаптивным. Он прост, имеет наглядный геометрический смысл и значительно снижает трудоемкость вычислений. Доказана оптимальность этого алгоритма в смысле метрики Хаусдорфа. Разработана процедура расчета, позволяющая одновременно с решением он вычисляет асимптотически точное значение погрешности. Предложенный алгоритм выбора шага обеспечивает хорошую надежность расчетов даже при использовании явных схем невысоких порядков точности. Построены экономичные формулы для кривизны интегральной кривой, позволяющие применять этот алгоритм с явными схемами Рунге-Кутты.

Для задачи кинетики реакций традиционно использовались трудоемкие неявные схемы. В данной работе предложена специализированная явная схема, имеющая достаточную надежность и отличающаяся очень малой трудоемкостью. Показано, что эта схема превосходит известные схемы по точности и надежности.


Для задач Коши с сингулярностями решения предложен новый способ численного обнаружения и исследования ближайшей особенности, основанный на использовании длины дуги интегральной кривой в качестве аргумента. Это кардинально повышает надежность и точность исследования. Метод позволяет не только определить тип особенности, но и вычислить ее порядок и момент достижения с гарантированной точностью. Конкретные формулы метода получены для полюсов степенного и логарифмического типов и для произведения степени на логарифм.

Для задач Коши со множественными полюсами целого порядка предложен метод инверсной функции. Он позволяет продолжать решение за полюс, вычисляя само решение и положение полюса с высокой точностью вплоть до ошибок компьютерного округления.

Докладчик

Белов Александр Александрович, к.ф.-м.н., доцент каф. Прикладной информатики и теории вероятностей.

Участие online

Ссылка на семинар

Похожие мероприятияВсе мероприятия
2021
28 апреля
Мастер-класс «Что делать, когда все пропало?»
Мероприятие посвящено достаточно частым ситуациям: в производство юриста поступает или уже находится дело, по которому рядом судебных инстанций уже вынесены отрицательные акты, утрачены обычные процессуальные возможности для защиты, кажется, что шансов на приемлемый результат уже нет. Каковы могут быть причины подобного и как выбраться из столь затруднительного положения?
2021
28 апреля
Научный семинар «Математические модели гетерогенных бесконечнолинейных СМО c обслуживанием, зависящим от состояния случайной среды»
Предлагается вниманию доклад по результатам диссертационных исследований на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. В данной работе рассматриваются модели бесконечнолинейных систем массового обслуживания, функционирующие в случайной среде.
2021
28 апреля
Открытие именной Аудитории Виктора Петровича Астафьева на Филологическом факультете
Международный проект «Сибирская аудитория» основан в г. Москве Научно-просветительским центром «Профессионал» и его структурным подразделением Музей Сибири и Дальнего Востока, которые с 2015 года успешно осуществляют в г. Москве просветительскую деятельность по продвижению сибирского научного и культурного наследия, а также туристского потенциала регионов Сибири и Дальнего Востока.
2021
28 апреля
Научный семинар «Построение и анализ отраслевых экономических моделей с использованием методологии теории игр»
Целью данной работы является построение динамической игровой модели с полной, но несовершенной информацией, в которой рассматриваются две страны и внутри каждой из них существует компания, производящая однородную инновационную продукцию, являющуюся абсолютным заменителем продукции.