Adaptive multilevel SQP-methods for PDAE-constrained optimization with restrictions on control and state. Theory and Applications

用于具有控制和状态限制的 PDAE 约束优化的自适应多级 SQP 方法。

基本信息

项目摘要

To explore the fundamental scientific issues of high dimensional complex engineering applications such as optimal control problems with time-dependent partial differential algebraic equations (PDAEs) scalable numerical algorithms are requested. This means that the work necessary to solve increasingly larger problems should grow all but linearly - the optimal rate. In this joint project we want to combine modern solution strategies to solve time-dependent systems of partial differential algebraic equations such as adaptive multilevel finite elements methods and error-controlled linearly implicit time integrators of higher order with state-of-the-art optimization techniques including inexact nonmonoton SQP-methods with an efficient handling of control and state constraints by interior-point or semismooth Newton strategies, where the optimization method controls the inexactness and accuracy of the PDAE-solver in an adaptive way. Adaptivity based on a posteriori error estimates enables us to judge the quality of the numerical approximations and used models to determine appropriate strategies to improve the accuracy of the overall optimization process. Successful adaptive methods lead to substantial savings in computer time and memory requirements. They can mean the difference between getting an answer or not to the optimization problem considered.An optimal boundary control problem of the cooling down process of glass modelled by radiative heat transfer and thermo-mechanical coupling between elastic deformation and heat transfer, and an optimal control of dopant s redistribution in silicon serve as showcase engineering applications where restrictions on state and control variables are essential.
为了探索高维复杂工程应用中的基本科学问题,如含时变偏微分代数方程(PDAE)的最优控制问题,需要可扩展的数值算法。这意味着解决越来越大的问题所需的工作量应该几乎是线性增长的--最佳速率。在这个联合项目中,我们希望将联合收割机现代解策略与最先进的优化技术相结合,以解决偏微分代数方程的时间相关系统,例如自适应多级有限元方法和高阶误差控制线性隐式时间积分器,包括不精确非单调SQP方法,通过边界点或半光滑牛顿策略有效处理控制和状态约束,其中优化方法以自适应方式控制PDE求解器的不精确性和准确性。基于后验误差估计的自适应性使我们能够判断数值近似的质量,并使用模型来确定适当的策略,以提高整个优化过程的精度。成功的自适应方法导致大量节省计算机时间和内存需求。它们可以意味着得到一个答案或不考虑的优化问题之间的差异。一个最佳的边界控制问题的玻璃冷却过程模拟的辐射传热和热-机械耦合之间的弹性变形和传热,和最佳控制的掺杂剂的再分布在硅作为展示的工程应用中的状态和控制变量的限制是必不可少的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Jens Lang其他文献

Professor Dr. Jens Lang的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Jens Lang', 18)}}的其他基金

Modellierung, Analysis, Simulation und Optimierung von Gastransport in vernetzten Pipelines.
网络管道中天然气输送的建模、分析、模拟和优化。
  • 批准号:
    19308646
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Vollständig raum-zeit-adaptive Verfahren für die numerische Berechnung von transienten Magnetfeldern
瞬态磁场数值计算的完全时空自适应方法
  • 批准号:
    5406982
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

基于Multilevel Model的雷公藤多苷致育龄女性闭经预测模型研究
  • 批准号:
    81503449
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
悬浮电容非对称变换器及其非平衡电压控制研究
  • 批准号:
    51007056
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

DMS/NIGMS 1: Multilevel stochastic orthogonal subspace transformations for robust machine learning with applications to biomedical data and Alzheimer's disease subtyping
DMS/NIGMS 1:多级随机正交子空间变换,用于稳健的机器学习,应用于生物医学数据和阿尔茨海默病亚型分析
  • 批准号:
    2347698
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Development and Evaluation of a Multilevel, Socio-Culturally Contextualized Digital Health Decision Intervention to Reduce Medical Mistrust and Improve Status-Neutral HIV Service Use among HLMSM
开发和评估多层次、社会文化背景的数字健康决策干预措施,以减少 HLMSM 中的医疗不信任并改善状态中立的艾滋病毒服务使用
  • 批准号:
    11014241
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Examining the multilevel factors on quality of end-of-life care among cancer patients in Puerto Rico
检查影响波多黎各癌症患者临终关怀质量的多层次因素
  • 批准号:
    10557584
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Sleep and Cardiometabolic Subgroup Discovery and Risk Prediction in United States Adolescents and Young Adults: A Multi-Study Multi-Domain Analysis of NHANES and NSRR
美国青少年和年轻人的睡眠和心脏代谢亚组发现和风险预测:NHANES 和 NSRR 的多研究多领域分析
  • 批准号:
    10639360
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Opioid Use and Acute Suicide Risk: The Real-Time Influence of Trauma Context"
阿片类药物的使用和急性自杀风险:创伤背景的实时影响”
  • 批准号:
    10674342
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Cognitive Health and Modifiable Factors of Daily Sleep and Activities Among Dementia Family Caregivers
痴呆症家庭护理人员的认知健康状况以及日常睡眠和活动的可改变因素
  • 批准号:
    10643624
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
The role of loneliness in cognitive decline and risk for dementia
孤独在认知能力下降和痴呆风险中的作用
  • 批准号:
    10646826
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Multidimensional structural racism and moderating role of psychosocial resources on cancer-control behaviors in African Americans
多维结构性种族主义和心理社会资源对非裔美国人癌症控制行为的调节作用
  • 批准号:
    10798610
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Improving our understanding of breast cancer mortality disparities through recurrence: a multi-level approach among women in Georgia
通过复发提高我们对乳腺癌死亡率差异的理解:格鲁吉亚妇女的多层次方法
  • 批准号:
    10818726
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
A Multilevel, Multiphase Optimization Strategy for PrEP: Patients and Providers in Primary Care
PrEP 的多层次、多阶段优化策略:初级保健中的患者和提供者
  • 批准号:
    10818740
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了