เวฟเล็ตสามารถนำไปใช้กับ PDE ได้อย่างไร?


18

ฉันต้องการเรียนรู้วิธีการใช้วิธีการเวฟเล็ตกับ PDE แต่น่าเสียดายที่ฉันไม่รู้จักแหล่งข้อมูลที่ดีในการเรียนรู้เกี่ยวกับหัวข้อนี้

ดูเหมือนว่าการนำเวฟเล็ตจำนวนมากมุ่งเน้นไปที่ทฤษฎีการสอดแทรกเช่นการรวบรวมสัญญาณโดยการซ้อนทับของเวฟเล็ตจำนวนน้อยโดยเฉพาะ บางครั้งจะมีการพูดถึงแอปพลิเคชัน PDE ฉันสนใจบทความสรุปที่ดีสำหรับผู้ที่เคยเห็น WFT แต่ไม่มีความรู้เพิ่มเติมในหัวข้อนั้น บทสรุปที่ดีก็น่าสนใจเช่นกันแน่นอนถ้าคุณคิดว่าสามารถทำได้

ฉันสนใจเป็นพิเศษในการสร้างความประทับใจว่าคำถามประเภทใดที่ปรากฏโดยทั่วไป ยกตัวอย่างเช่นฉันรู้ว่าองค์ประกอบ จำกัด โดยทั่วไปจะใช้กับ PDE บนโดเมนที่มีขอบเขต Lipschitz ซึ่งเป็นคำถามทั่วไปในการเลือกพื้นที่ ansatz (การทำตาม, ไม่สอดคล้อง, เรขาคณิตและ combinatorics) วิธีการที่ทฤษฎีคอนเวอร์เจนซ์จัดตั้งขึ้น ( จริงๆแล้วทฤษฎี Galerkin ไม่ควรแตกต่างกันมากนักสำหรับเวฟเล็ต) และฉันมีสัญชาตญาณบางอย่างที่สิ่งทางคณิตศาสตร์เป็นไปได้ในการนำไปใช้ มุมมองของนกบนเวฟเล็ตสำหรับ PDE จะเป็นประโยชน์มากสำหรับฉัน

คำตอบ:


21

เวฟเล็ตมีคุณสมบัติการประมาณค่าความละเอียดหลายค่าที่ดี แต่ไม่ได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับการแก้ปัญหา PDE เหตุผลที่อ้างถึงบ่อยที่สุดคือความยากลำบากในการกำหนดเงื่อนไขขอบเขตการรักษา anisotropy ที่ไม่ได้จัดแนวการประเมินผลของคำไม่เชิงเส้นและประสิทธิภาพ

เวฟเล็ตเป็นครั้งแรกที่จะได้รับผลลัพธ์การบรรจบที่แข็งแกร่งสำหรับวิธีการปรับตัวเต็มที่ (ดูโคเฮน Dahmen และ DeVore 2001และ2002 ) อย่างไรก็ตามทฤษฎีที่สำคัญนี้ตามมาอย่างรวดเร็วโดยBinev, Dahmen และ DeVore (2004)ที่พิสูจน์ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันสำหรับวิธีการไฟไนต์เอลิเมนต์แบบปรับตัวซึ่งได้รับความนิยมมากขึ้นสำหรับปัญหา PDE แบบดั้งเดิมในระดับปานกลาง ฐานเวฟเล็ตได้รับความนิยมสำหรับปัญหามิติที่สูงขึ้นเช่นวิธีการกระจายตัวแบบเบาบางสำหรับ PDEs สุ่มSchwab และ Gittelson (2011)และการอภิปรายนี้

โอเปอเรเตอร์ที่แตกต่างกันมีหมายเลขเงื่อนไขที่ จำกัด เมื่อแสดงในฐานเวฟเล็ตและมีเงื่อนไขล่วงหน้ากับ Jacobi (ดังนั้นวิธี Krylov จึงมาบรรจบกันในจำนวนที่คงที่ของการวนซ้ำโดยไม่ขึ้นกับความละเอียด) สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับวิธีการหลายชั้นแบบลำดับชั้นของ Yserentant (1984), ธนาคาร, Dupont และ Yserentant (1988)และอื่น ๆ โปรดทราบว่าวิธีการหลาย Multigrid มีคุณสมบัติการบรรจบกันที่เหนือกว่าวิธีการเสริม Multigrid V-cycle มาตรฐานนั้นเทียบเท่ากับ Gauss-Seidel สมมาตรมาตรฐานในเวฟเล็ตพื้นฐานที่มีการสั่งซื้อตามปกติ โปรดทราบว่านี่ไม่ค่อยเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการนำไปใช้โดยเฉพาะในแบบคู่ขนาน

ตัวดำเนินการ Calederon-Zygmund และตัวดำเนินการหลอกแตกต่างอยู่ในฐานเวฟเล็ต ดังนั้นปัญหามากมายที่เมทริกซ์จะมีประโยชน์กับฐานขนาดกะทัดรัดสามารถใช้งานได้อย่างสวยงามโดยใช้ฐานเวฟเล็ตH

ผู้ประกอบการที่แตกต่างกันมีราคาแพงกว่าการประเมินในฐานเวฟเล็ตและมันอาจเป็นเรื่องยากที่จะสร้างคุณสมบัติการอนุรักษ์ที่ต้องการ ผู้เขียนบางคน (เช่นVasilyev, Paolucci และ Sen 1995)ใช้วิธีการจัดระเบียบและใช้ stencils ผลต่าง จำกัด เพื่อประเมินอนุพันธ์และเงื่อนไขไม่เชิงเส้น หากการขยายตัวเวฟเล็ตถูกปิดกั้น (มักจะดีสำหรับประสิทธิภาพการคำนวณ) วิธีการเหล่านี้จะคล้ายกับ AMR บล็อกโครงสร้าง

ฉันแนะนำให้Beylkin และ Keiser (1997)เป็นแนวทางเบื้องต้นในการแก้ปัญหา PDE ด้วยคลื่น MADNESSรหัสจะขึ้นอยู่กับวิธีการเหล่านี้ มีการสนับสนุนขอบเขตที่แช่ (ดูReuter, Hill และ Harrison 2011 ) แต่ไม่มีวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแสดงเลเยอร์ขอบเขตในเรขาคณิตที่ซับซ้อน ซอฟต์แวร์มักถูกใช้สำหรับปัญหาทางเคมีที่ไม่เกี่ยวข้องกับเรขาคณิต

สำหรับการวิเคราะห์เชิงตัวเลขการทั่วไปของคลื่นผมขอแนะนำให้โคเฮนหนังสือ 2003 มันนำเสนอกรอบการวิเคราะห์ที่มีการแก้ไขปัญหาอย่างต่อเนื่องจนกว่าคุณจะต้องการประเมินความถูกต้องที่กำหนด ณ จุดที่เวฟเล็ตได้รับการประเมินตามความจำเป็น

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.