Numerical Methods for Multiscale Inverse Problems and Applications to Sonar Imaging
多尺度反问题的数值方法及其在声纳成像中的应用
基本信息
- 批准号:1720306
- 负责人:
- 金额:$ 10万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2021-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The principal investigator aims to develop mathematical and computational tools for data-driven research by using theoretically-sound prediction models and adaptive numerical methods that capture intrinsic features of complex physical processes. This research project is intended to provide new guarantees for the solvability of a class of inverse problems important in mathematics, commercial industries, and defense operations. The project will involve undergraduate and graduate students, who will receive training in numerical methods, analysis, and scientific applications. The principal investigator will pursue an original strategy for extracting details from large scale datasets using a new class of efficient methods that exploit problem-dependent features of processes occurring on multiple scales. The design of numerical schemes is adaptable to qualitative scientific knowledge and has the potential to significantly enhance the accessibility and performance of current inversion methods. The basis of the approach is the selection of a low-dimensional parameter that describes key microscopic details and the development of numerical methods that retain an intrinsic knowledge of parameter values while solving large-scale models, substantially reducing computational costs. Deliverables of the project will be the new methodology, as well as scientific applications to large scale inverse problems in sonar imaging, where the main challenge is to capture the appropriate physics while maintaining computational time and memory demands acceptable for current computer architectures.
首席研究员的目标是通过使用理论上合理的预测模型和自适应数值方法来捕获复杂物理过程的内在特征,为数据驱动的研究开发数学和计算工具。该研究项目旨在为数学,商业工业和国防行动中重要的一类反问题的可解性提供新的保证。该项目将涉及本科生和研究生,他们将接受数值方法,分析和科学应用方面的培训。主要研究者将采用一种新的有效方法从大规模数据集中提取细节的原始策略,该方法利用了多尺度过程的问题相关特征。数值方案的设计适用于定性科学知识,并有可能显着提高当前反演方法的可访问性和性能。该方法的基础是选择一个低维参数,描述关键的微观细节和数值方法的发展,保留了固有的知识的参数值,同时解决大规模的模型,大大降低了计算成本。该项目的可行性将是新的方法,以及声纳成像中大规模逆问题的科学应用,其中主要挑战是捕获适当的物理,同时保持当前计算机架构可接受的计算时间和内存需求。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Finding duality for Riesz bases of exponentials on multi-tiles
寻找多重瓦片上指数的 Riesz 基的对偶性
- DOI:10.1016/j.acha.2020.10.006
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Frederick, Christina;Okoudjou, Kasso A.
- 通讯作者:Okoudjou, Kasso A.
Seafloor identification in sonar imagery via simulations of Helmholtz equations and discrete optimization
通过模拟亥姆霍兹方程和离散优化来识别声纳图像中的海底
- DOI:10.1016/j.jcp.2017.03.004
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:4.1
- 作者:Engquist, Björn;Frederick, Christina;Huynh, Quyen;Zhou, Haomin
- 通讯作者:Zhou, Haomin
Collective Motion Planning for a Group of Robots Using Intermittent Diffusion
使用间歇扩散的一组机器人的集体运动规划
- DOI:10.1007/s10915-021-01700-y
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Frederick, Christina;Egerstedt, Magnus;Zhou, Haomin
- 通讯作者:Zhou, Haomin
Frame Spectral Pairs and Exponential Bases
帧谱对和指数底
- DOI:10.1007/s00041-021-09872-9
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:1.2
- 作者:Frederick, Christina;Mayeli, Azita
- 通讯作者:Mayeli, Azita
Numerical methods for multiscale inverse problems
- DOI:10.4310/cms.2017.v15.n2.a2
- 发表时间:2014-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Christina Frederick;B. Engquist
- 通讯作者:Christina Frederick;B. Engquist
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- 影响因子:0
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Christina Frederick
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$ 10万 - 项目类别:
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新兴技术应用和设计的多物理场和多尺度建模数值方法的研究和开发
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- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
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$ 10万 - 项目类别:
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1819012 - 财政年份:2018
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- 批准号:
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- 资助金额:
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