Computational Science

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

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Gleitkommadaten werden komprimiert
Gibt es Tools, die speziell für die Komprimierung von wissenschaftlichen Gleitkommadaten entwickelt wurden? Wenn eine Funktion glatt ist, besteht offensichtlich eine große Korrelation zwischen den Zahlen, die diese Funktion darstellen, sodass die Daten gut komprimiert werden sollten. Das Komprimieren / G-Komprimieren von binären Gleitkommadaten komprimiert sie jedoch nicht so gut. …
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Empfehlungen und Erfahrungen zu welcher Lizenz für Software?
Entwickler von Software haben die Wahl, eine geeignete Lizenz in Übereinstimmung mit den Zielen der Arbeit zu wählen. Kann jemand Empfehlungen / Erfahrungen geben, welche Lizenz für Software ausgewählt werden soll? Was sind die Vor- / Nachteile, wenn alle codierten Werke als Open-Source-Codes "verschenkt" werden? Wie gehe ich mit industriellen …
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Warum konvergiert mein iterativer linearer Löser nicht?
Was kann schief gehen, wenn mit vorkonditionierten Krylov-Methoden von KSP ( dem linearen Lösungspaket von PETSc ) ein spärliches lineares System gelöst wird, wie es durch Diskretisierung und Linearisierung partieller Differentialgleichungen erhalten wird? Welche Schritte kann ich unternehmen, um festzustellen, was bei meinem Problem schief läuft? Welche Änderungen kann ich …
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Gibt es eine Software, die numerisch genaue Gleitkomma-C-Routinen aus symbolischen Formeln automatisch generieren kann?
Gibt es eine Software, die bei einer reellen Funktion von reellen Variablen automatisch numerisch genauen Code generiert, um die Funktion für alle Eingaben auf einer Maschine mit IEEE 754-Arithmetik zu berechnen? Wenn zum Beispiel die zu bewertende reale Funktion wäre: Die Software würde eine katastrophale Löschung und möglicherweise eine Suche …
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Visualisierung sehr großer Linkgraphen
Ich bin auf der Suche nach einem Tool zur Visualisierung sehr großer Richtungsverbindungsdiagramme. Ich habe derzeit ~ 2 Millionen Knoten mit ~ 10 Millionen Kanten. Ich habe ein paar verschiedene Dinge ausprobiert, aber die meisten brauchen Stunden, um sogar 100k-Knotengraphen zu erstellen Was ich versucht habe: Ich habe einen Tag …
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BFGS vs. Conjugate Gradient Method
Welche Überlegungen sollten bei der Auswahl zwischen BFGS und konjugiertem Gradienten zur Optimierung angestellt werden? Die Funktion, die ich mit diesen Variablen zu kombinieren versuche, sind Exponentialfunktionen. Die eigentliche Zielfunktion beinhaltet jedoch unter anderem die Integration und ist sehr kostspielig, wenn dies überhaupt hilft.
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Methode zur numerischen Integration eines schwierigen Schwingungsintegrals
Ich muss das folgende Integral numerisch auswerten: ∫∞0s i n c′( x r ) r E( r )----√dr∫0∞sinc′(xr)rE(r)dr\int_0^\infty \mathrm{sinc}'(xr) r \sqrt{E(r)} dr wobei , und . Hier ist die modifizierte Bessel-Funktion der zweiten Art. In meinem speziellen Fall habe ich , und .x∈R+λ,κ,ν>0Kλ=0,00313κ=0,00825ν=0,33E( r ) = r4( λ κ2+ r2------√)−ν−5/2K−ν−5/2(λκ2+r2−−−−−−√)E(r)=r4(λκ2+r2)−ν−5/2K−ν−5/2(λκ2+r2)E(r) …
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Was bedeutet "symplektisch" in Bezug auf numerische Integratoren und werden sie von SciPy Odeint verwendet?
In diesem Kommentar schrieb ich: ... Standard-SciPy-Integrator, von dem ich annehme, dass er nur symplektische Methoden verwendet. in dem ich mich auf SciPy's beziehe odeint, das entweder eine "nicht steife (Adams) Methode" oder eine "steife (BDF) Methode" verwendet. Nach der Quelle : def odeint(func, y0, t, args=(), Dfun=None, col_deriv=0, full_output=0, …
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Erhaltung einer physikalischen Größe unter Verwendung von Neumann-Randbedingungen, die auf die Advektions-Diffusions-Gleichung angewendet werden
Ich verstehe das unterschiedliche Verhalten der Advektions-Diffusions-Gleichung nicht, wenn ich unterschiedliche Randbedingungen anwende. Meine Motivation ist die Simulation einer realen physikalischen Größe (Teilchendichte) unter Diffusion und Advektion. Die Teilchendichte sollte im Inneren erhalten bleiben, es sei denn, sie fließt aus den Rändern heraus. Wenn ich nach dieser Logik Neumann-Randbedingungen wie …
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Warum ist die Zeitdimension besonders?
Generell habe ich numerische Analysten gehört, die diese Meinung vertreten „Natürlich, mathematisch gesprochen, die Zeit ist nur eine andere Dimension, aber immer noch, die Zeit ist besondere“ Wie kann man das rechtfertigen? Inwiefern ist Zeit etwas Besonderes für die Computerwissenschaft? Warum ziehen wir es außerdem so oft vor, endliche Differenzen …
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Wann sollte ich C ++ - Ausdrucksvorlagen in der Informatik verwenden und wann sollte ich sie * nicht * verwenden?
Angenommen, ich arbeite an einem wissenschaftlichen Code in C ++. In einer kürzlich mit einem Kollegen geführten Diskussion wurde argumentiert, dass Ausdrucksvorlagen eine wirklich schlechte Sache sein könnten, die möglicherweise die Kompilierbarkeit von Software nur auf bestimmten gcc-Versionen ermöglicht. Angeblich hat dieses Problem einige wissenschaftliche Codes betroffen, wie in den …
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