Computational Science

Fragen und Antworten für Wissenschaftler, die Computer verwenden, um wissenschaftliche Probleme zu lösen

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Endliche Unterschiede bei Domänen mit unregelmäßigen Grenzen
Kann mir jemand helfen, die Bücher über numerische Lösungen (Finite Differenzen und Crank-Nicolson-Methoden) von Poisson- und Diffusionsgleichungen zu finden, einschließlich Beispiele für unregelmäßige Geometrie, wie z. B. eine Domäne, die aus dem Bereich zwischen einem Rechteck und einem Kreis besteht (insbesondere Bücher oder Links) in diesem Fall zu MATLAB-Codebeispielen)?
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Wie man mit Funktionszeigern in Fortran in wissenschaftlichen Programmen arbeitet
Hier ist eine typische Verwendung von Funktionszeigern in C. Ich möchte etwas Ähnliches in Fortran tun. Ich habe einige Ideen, aber ich würde gerne wissen, ob es einen kanonischen Weg gibt, dies zu tun. Die vom Benutzer übergebenen Funktionszeiger und Kontexte werden gespeichert und später aufgerufen. typedef PetscErrorCode (*TSIFunction)(TS,PetscReal,Vec,Vec,Vec,void*); PetscErrorCode …
11 petsc  fortran 
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Wie man eine konzentrierte Massenmatrix in FEM formuliert
Wenn wir zeitabhängige PDEs mit der Finite-Elemente-Methode lösen, beispielsweise mit der Wärmegleichung, müssen wir aufgrund der Massenmatrix ein lineares System lösen, wenn wir explizite Zeitschritte verwenden. Wenn wir uns zum Beispiel an das Beispiel der Wärmegleichung halten, ∂u∂t= c ∇2u∂u∂t=c∇2u\frac{\partial{u}}{\partial{t}} = c\nabla{}^{2}u dann bekommen wir mit Forward Euler M.( un …
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Pandas Einschränkungen und ihre Alternativen in Python
Ich habe irgendwo gelesen, dass Pandas zuerst für die Finanzwelt entwickelt wurde, zumindest nicht speziell für Naturwissenschaften (Physik, Biologie usw.). Gibt es also ein ähnliches Datenanalyse-Python-Paket, das eher „naturwissenschaftlich orientiert“ ist? Ich habe gerade angefangen, Pandas zu verwenden, und bin bereits auf zwei Probleme gestoßen, die ich ohne die Verwendung …
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Berechnen der abgeschnittenen SVD, jeweils ein Singularwert / Vektor
Gibt es einen abgeschnittenen SVD-Algorithmus, der die Singularwerte einzeln berechnet? Mein Problem: Ich möchte die ersten kkk Singularwerte (und Singularvektoren) einer großen dichten Matrix berechnen MMM, weiß aber nicht, was ein geeigneter Wert von kkk wäre. MMM ist groß, daher würde ich aus Effizienzgründen die vollständige SVD lieber nicht auswerten, …
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Gradientenabstieg und konjugierter Gradientenabstieg
Für ein Projekt muss ich diese beiden Methoden implementieren und vergleichen, wie sie für verschiedene Funktionen funktionieren. Es sieht so aus, als ob die konjugierte Gradientenmethode dazu gedacht ist, lineare Gleichungssysteme des for zu lösen Ax=bAx=b A\mathbf{x} = \mathbf{b} Wobei eine n-mal-n-Matrix ist, die symmetrisch, positiv-definitiv und real ist.AAA Auf …
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Optimale Implementierung von Transport Warping in Matlab
Ich implementiere das Papier " Optimaler Massentransport für Registrierung und Warping ". Mein Ziel ist es, es online zu stellen, da ich online keinen eulerschen Massentransportcode finden kann. Dies wäre zumindest für die Forschungsgemeinschaft in der Bildverarbeitung interessant. Das Papier kann wie folgt zusammengefasst werden: - Finden einer Anfangskarte uuu …
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Gibt es Abkürzungen für die numerische Approximation von Systemen gewöhnlicher Differentialgleichungen, wenn diese autonom sind?
Bestehende Algorithmen zum Lösen von ODEs verarbeiten Funktionen , wobei . In vielen physikalischen Systemen ist die Differentialgleichung jedoch autonom, so dass , , wobei das weggelassen wird. Welche Verbesserungen können mit dieser vereinfachenden Annahme bei bestehenden numerischen Methoden festgestellt werden? Wenn zum Beispiel , wird das Problem zu und …
10 ode  numerics 
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Gibt es Test-Frameworks für die numerische Softwareentwicklung?
Ich habe festgestellt, dass ein Großteil meiner rechnergestützten Programmierung Testanforderungen hat, die nicht durch Standard-Test-Frameworks abgedeckt sind: Berechnung der Rechenzeit Um sicherzustellen, dass Algorithmen nicht langsamer werden. Ich könnte so etwas tun, assureSmallerEqual(RuntimeWrapper(algorithm),53)aber ich möchte, dass der 53-Sekunden-Schwellenwert kontinuierlich reduziert wird, während ich an dem Algorithmus arbeite, dh so etwasassureSmallerEqual(RuntimeWrapper(algorithm),'previousbest+noisetolerance') …
10 testing 
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Erstes Auftreten des Ausdrucks "inverses Verbrechen"
Bei der Erforschung inverser Probleme ist es üblich, aus einem bekannten Parametersatz einen synthetischen Datensatz zu erstellen und dann zu testen, ob die Inversionstechnik diese Parameter rekonstruieren kann. Dabei ist es wichtig, den synthetischen Daten ein angemessenes Maß an zufälligem Rauschen hinzuzufügen. Wenn die zur Berechnung der synthetischen Daten verwendete …
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