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使用球面和极坐标几何中的函数进行计算。II: 磁盘。 (英语) Zbl 1368.65026号

摘要:描述了一组用于在单位圆盘上定义平滑函数的数值计算的算法。通过将双傅里叶球方法的圆盘模拟与迭代高斯消元的结构保持变量相结合,形成极几何中函数的低阶近似,并证明其对某些解析函数具有几何收敛性。此自适应过程在其采样策略中接近最优,生成的近似值对于微分来说是稳定的,并且有助于在两个变量中使用基于傅里叶变换的快速算法。近似值的低秩形式对于积分和微分等操作特别有用,将它们简化为基本上一维的过程,并且它还被用来制定一种新的快速圆盘泊松解算器,该解算器计算解的低秩近似值。这项工作是对配套文件的补充(第一部分,请参阅[A.汤森德等,SIAM J.Sci。计算。38,第4期,C403–C425(2016;Zbl 1342.65083号)])关于单位球面上函数的计算。

理学硕士:

65日第15天 函数逼近算法
65T50型 离散和快速傅里叶变换的数值方法
65平方英尺 线性系统和矩阵反演的直接数值方法
65天30分 数值积分
65D25个 数值微分
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参考文献:

[1] P.Amore,{求解任意形状膜的亥姆霍兹方程:数值结果},J.Phys。A、 41(2008),第265-206页·Zbl 1154.74024号
[2] M.Bebendorf,{边界元矩阵的近似},数值。数学。,86(2000),第565-589页·Zbl 0966.65094号
[3] B.Beckermann和A.Townsend,《关于位移结构矩阵的奇异值》,SIAM J.Matrix Anal。申请。,提交·Zbl 1386.15024号
[4] P.Benner、R.-C.Li和N.Truhar,《关于Sylvester方程的ADI方法》,J.Compute。申请。数学。,233(2009),第1035-1045页·Zbl 1176.65050号
[5] A.Bhatia和E.Wolf,{关于Zernike和相关正交集的圆多项式},Proc。剑桥菲洛斯。《社会学杂志》,50(1954),第40-48页·Zbl 0055.06004号
[6] J.P.Boyd,《切比雪夫和傅立叶谱方法》,第2版,多佛,米尼奥拉,纽约,2001年·Zbl 0994.65128号
[7] J.P.Boyd和F.Yu,{比较用于插值和求解圆盘中泊松方程的七种谱方法:Zernike多项式、Logan-Shepp岭多项式、Chebyshev-Furier级数、柱形Robert函数、Bessel-Furier展开、平方-圆盘保角映射和径向基函数},J.Compute。物理。,230(2011),第1408-1438页·Zbl 1210.65192号
[8] O.A.Carvajal、F.W.Chapman和K.O.Geddes,{通过张量积级数实现多维混合符号-数字积分},《2005年符号和代数计算国际研讨会论文集》,美国计算机学会,纽约,2005年,第84-91页·Zbl 1360.65082号
[9] R.Churchill,{傅里叶级数和边值问题},McGraw-Hill,纽约,1941年·Zbl 0025.05403号
[10] T.A.Driscoll,N.Hale和L.N.Trefethen,eds.,{切布冯指南},牛津大学帕夫努蒂出版社,2014年。
[11] H.Eisen,W.Heinrichs和K.Witsch,{谱配置方法和极坐标奇点},J.Compute。物理。,96(1991),第241-257页·Zbl 0731.65095号
[12] B.Fornberg,《极几何和球面几何的伪谱方法》,SIAM J.Sci。计算。,16(1995),第1071-1081页·Zbl 0831.65119号
[13] B.Fornberg和N.Flyer,《径向基函数及其在地球科学中的应用》,SIAM,费城,2015年·Zbl 1358.86001号
[14] L.V.Foster和X.Liu,{应用于具有明确数字秩的矩阵的秩揭示算法的比较},2006。
[15] P.Godon,{多方吸积盘潮汐效应的数值模拟},天体物理学。J.,480(1997),第329页。
[16] G.H.Golub和C.F.Van Loan,《矩阵计算》,第四版,约翰霍普金斯大学出版社,马里兰州巴尔的摩,2012年·Zbl 1268.65037号
[17] S.A.Goreinov、E.E.Tyrtyshnikov和N.L.Zamarashkin,《伪骨架近似理论》,线性代数应用。,261(1997),第1-21页·Zbl 0877.65021号
[18] N.Halko、P.-G.Martinsson和J.A.Tropp,《寻找具有随机性的结构:构造近似矩阵分解的概率算法》,SIAM Rev.,53(2011),第217-288页·Zbl 1269.65043号
[19] W.Heinrichs,{单位圆盘上的谱配置方案},J.计算。物理。,199(2004),第66-86页·Zbl 1057.65089号
[20] A.R.H.Heryudono和T.A.Driscoll,{通过共形移植在不规则区域上的径向基函数插值},科学杂志。计算。,44(2010),第286-300页·Zbl 1203.65025号
[21] S.Kapurl,《快速汉克尔变换的算法》,技术报告TR-1045,耶鲁大学,康涅狄格州纽黑文,1995年。
[22] A.Karageorghis,C.Chen和Y.-S.Smyrlis,{矩阵分解RBF算法:函数及其导数的逼近},应用。数字。数学。,57(2007),第304-319页·Zbl 1107.65305号
[23] R.Kerswell,《理解管道中湍流过渡的最新进展》,《非线性》,18(2005),R17·Zbl 1084.76033号
[24] J.-R.Li和J.White,{李亚普诺夫方程的低阶解},SIAM J.矩阵分析。申请。,24(2002),第260-280页·Zbl 1016.65024号
[25] A.Lu和E.L.Wachpress,通过交替方向隐式迭代求解Lyapunov方程,计算。数学。申请。,21(1991),第43-58页·Zbl 0724.65041号
[26] V.N.Mahajan和G.Dai,《波前分析中的正交多项式:分析解》,J.Opt。Soc.Am.A选项。图像科学。视觉。,24(2007),第2994-3016页。
[27] G.Martin,《变换几何:对称简介》,施普林格,纽约,2012年。
[28] J.C.Mason和D.C.Handscomb,《切比雪夫多项式》,查普曼和霍尔/CRC,佛罗里达州博卡拉顿,2002年。
[29] P.E.Merilees,{应用于球面上浅水方程的伪谱近似},《大气》,11(1973),第13-20页。
[30] F.W.Olver、D.W.Lozier、R.F.Boisver和C.W.Clark,《NIST数学函数手册》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2010年·Zbl 1198.00002号
[31] S.Olver和A.Townsend,《快速且条件良好的光谱方法》,SIAM Rev.,55(2013),第462-489页·兹比尔1273.65182
[32] M.O'Neil,F.Woolfe,and V.Rokhlin,《快速计算特殊函数变换的算法》,应用。计算。哈蒙。分析。,28(2010年),第203-226页·Zbl 1191.65016号
[33] J.Pringle,《天体物理学中的吸积盘》,年。阿斯顿牧师。天体物理学。,19(1981),第137-162页。
[34] J.Sabino,{通过块修正Smith方法求解大尺度Lyapunov方程},莱斯大学博士论文,2006年。
[35] E.Schmidt,{it Zur Theory der linearen und nichtlinearen Integralglechungen.II.Teil},数学。《年鉴》,65(1908),第370-399页。
[36] H.A.Schwarz,{it Ueber einige Abbildungsaufgaben},J.Reine Angew。数学。,70(1869),第105-120页。
[37] E.Serre和J.Pulicani,{圆柱体旋转流动的三维伪谱方法},计算与流体,30(2001),第491-519页·Zbl 1057.76049号
[38] 沈建,{极几何中泊松型方程的一种新的快速Chebyshev-Fourier算法},应用。数字。数学。,33(2000),第183-190页·Zbl 0967.65108号
[39] A.Townsend,{二维函数计算},牛津大学博士论文,2014年。
[40] A.Townsend,{使用渐近展开}的基于快速分析的离散Hankel变换,SIAM J.Numer。分析。,53(2015),第1897-1917页·兹比尔1327.65271
[41] A.Townsend,{it Gaussian Elimination Corrected Pivoting Mirstakes},预印本,2016年。
[42] A.Townsend和L.N.Trefethen,《Chebfun向二维的延伸》,SIAM J.Sci。计算。,35(2013),第C495-C518页·Zbl 1300.65010号
[43] A.Townsend和L.N.Trefethen,{矩阵分解的连续类似物},Proc。A、 471(2015),第1-21页·Zbl 1372.65095号
[44] A.Townsend、H.Wilber和G.B.Wright,《球面和极几何函数的计算I.球面}》,SIAM J.Sci。计算。,38(2016),第C403-C425页·Zbl 1342.65083号
[45] L.N.Trefethen,{\it MATLAB中的谱方法},SIAM,费城,2000·Zbl 0953.68643号
[46] L.N.Trefethen,{拟矩阵的Householder三角化},IMA J.Numer。分析。,30(2010年),第887-897页·Zbl 1202.65049号
[47] L.N.Trefethen,{it近似理论和近似实践},SIAM,费城,2013年·Zbl 1264.41001号
[48] G.M.Vasil、K.J.Burns、D.Lecoanet、S.Olver、B.P.Brown和J.S.Oishi,{使用Jacobi多项式的极坐标张量演算},J.Compute。物理。,325(2016),第53-73页·Zbl 1380.65392号
[49] H.Wilber,{球面和圆盘上函数的数值计算},博伊西州立大学硕士论文,2016年。
[50] G.B.Wright、M.Javed、H.Montanelli和L.N.Trefethen,《Chebfun到周期函数的扩展》,SIAM J.Sci。计算。,37(2015),第C554-C573页·Zbl 1348.42003号
[51] F.Zernike,{it Beugungstheorie des schneidenver fahrens und seiner verbesserten form,der phasenkontrastmethode},《物理学》,第1期(1934年),第689-704页·Zbl 0009.28101号
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