随机复杂系统的多尺度数值方法

批准号:
11271157
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张然
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹延昭、姜志侠、王双、柴世民、朱本喜、王智勇、马研生
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中文摘要
随机复杂系统在生物化学、环境学以及气候预报等实际问题中有着广泛的应用和研究背景,这类复杂系统的数学模型都是建立在多个不同尺度的时间和空间范围内。利用多尺度数值方法来研究随机复杂系统时,需要注意两方面的问题,一方面宏观模型和微观模拟信息交换时,会缺失一些统计信息,另一方面其数值模型缺乏有效的快速算子。为更好的处理上述问题,我们拟研究:(1)提出一个新随机杂交算法,从而促进宏观模型和微观模型的信息交换;(2)利用自适应基多元广义多项式混沌技术,构造一个求解随机偏微分方程的新的快速算子,从而加速正问题的求解,进而给出一个解决随机复杂系统的快速高效算法。这些理论与数值计算方法的研究将改变人们对随机复杂系统中相关现象的认识,在应用中有着重要的实用价值和现实意义。
英文摘要
Stochastic complex systems are widely seen in many practical problems,such as biochemistry, environmental science, climatological forecast etc. There are two major limitations in multiscale modeling of complex systems: (1) the loss of crucial statistical information when datum exchanges between the macroscale model and mesoscale simulation, and (2) lack of efficient numerical solvers. To overcome these difficulties, we propose two solutions: (1) to develop a new stochastic hybrid algorithm which makes the datum exchange between macroscale model and mesoscale simulation be more efficient; (2) to develop an efficient algorithm for solving stochastic partial differential equations (SPDEs). A successful completion of the research shall accelerate the solving of forward problems, which provides a fast and efficient numerical solver for stochastic complex system. The proposed theoretical and computational research will significantly strengthen our ability in dealing with challenging issues within stochastic complex systems, which is valuable and has long lasting impact in advancing science and technology.
随机复杂系统在生物化学、环境学以及气候预报等实际问题中有着广泛的应用和研究背景,这类复杂系统的数学模型都是建立在多个不同尺度的时间和空间范围内。利用多尺度数值方法来研究随机复杂系统时,需要注意两方面的问题,一方面宏观模型和微观模拟信息交换时,会缺失一些统计信息,另一方面其数值模型缺乏有效的快速算子。为更好的处理上述问题,我们研究了:(1)提出新的基于弱有限元方法的算法,从而促进宏观模型和微观模型的信息交换;(2)利用自适应弱有限元方法,构造一个求解随机偏微分方程的新的快速算子,从而加速正问题的求解,有助于给出一个解决随机复杂系统的快速高效算法。这些理论与数值计算方法的研究将改变人们对随机复杂系统中相关现象的认识,在应用中有着重要的实用价值和现实意义。
期刊论文列表
专著列表
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A weak Galerkin finite element scheme for solving the stationary Stokes equations
求解平稳斯托克斯方程的弱伽辽金有限元格式
DOI:10.1016/j.cam.2016.01.025
发表时间:2016-01
期刊:Journal of Computational and Applied Mathematics
影响因子:2.4
作者:Wang, Ruishu;Wang, Xiaoshen;Zhai, Qilong;Zhang, Ran
通讯作者:Zhang, Ran
Spectral Method for the Black-Scholes Model of American Options Valuation
美式期权估值Black-Scholes模型的谱法
DOI:10.4208/jms.v47n1.14.03
发表时间:2014
期刊:Sensors
影响因子:3.9
作者:Yu, Chunwei;Fu, Qiongyao;Zhang, Jun
通讯作者:Zhang, Jun
A hybridized weak Galerkin finite element scheme for the Stokes equations
Stokes方程的混合弱伽辽金有限元格式
DOI:10.1007/s11425-015-5030-4
发表时间:2015-04
期刊:Science China-Mathematics
影响因子:1.4
作者:Zhai QiLong;Zhang Ran;Wang XiaoShen
通讯作者:Wang XiaoShen
DOI:--
发表时间:2015
期刊:物理学报
影响因子:--
作者:张琪;张然;宋海明
通讯作者:宋海明
DOI:10.1080/00036811.2014.907563
发表时间:2015-05
期刊:Applicable Analysis
影响因子:1.1
作者:Kai Zhang;Haiming Song;Jingzhi Li
通讯作者:Kai Zhang;Haiming Song;Jingzhi Li
飞机着陆时轮胎内热学和力学演化模型的数值方法研究
- 批准号:11971198
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:53.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张然
- 依托单位:
国家数学天元基金东北中心项目
- 批准号:11726102
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张然
- 依托单位:
偏微分方程特征值问题的数值方法与理论
- 批准号:91630201
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:160.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:张然
- 依托单位:
多介质流体力学方程保物理特性的计算方法研究
- 批准号:U1530116
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:张然
- 依托单位:
随机声波和电磁场问题的数值计算方法
- 批准号:10801062
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:17.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:张然
- 依托单位:
反问题中第一类积分方程的多尺度方法
- 批准号:10626026
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:3.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:张然
- 依托单位:
国内基金
海外基金
