Generación de nodos para métodos RBF-FD mediante factorización QR
Autores: Liu, Tony; Platte, Rodrigo B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Generación de nodos para métodos RBF-FD mediante factorización QR
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Spline poliarmónica
Funciones de base radial
Métodos RBF-FD
Puntos de muestreo
Costos computacionales
Algoritmos rápidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las funciones de base radial (RBF) de spline poliarmónico (PHS) se han utilizado en conjunto con polinomios para crear métodos de diferencias finitas de RBF (RBF-FD). En 2D, estos métodos suelen implementarse con nodos cartesianos, nodos hexagonales o, más comúnmente, nodos distribuidos de manera casi uniforme generados a través de algoritmos rápidos. Exploramos estrategias novedosas para calcular la ubicación de puntos de muestreo para métodos de RBF-FD en 1D y 2D mientras investigamos los beneficios de utilizar estos puntos. La optimalidad de los puntos de muestreo se determina mediante una constante de Lebesgue definida por tramos. Los puntos se muestrean modificando un algoritmo QR de pivote de columna simple y robusto implementado previamente para encontrar conjuntos de puntos de muestreo casi óptimos para la aproximación polinómica. El uso de los puntos de muestreo recién calculados para estos métodos conserva la precisión al tiempo que reduce los costos computacionales al mitigar las restricciones de tamaño de stencil para los métodos de RBF-FD. El algoritmo novedoso también puede utilizarse para seleccionar puntos de frontera que se utilizarán junto con algoritmos rápidos que proporcionan nodos distribuidos de manera casi uniforme.
Descripción
Las funciones de base radial (RBF) de spline poliarmónico (PHS) se han utilizado en conjunto con polinomios para crear métodos de diferencias finitas de RBF (RBF-FD). En 2D, estos métodos suelen implementarse con nodos cartesianos, nodos hexagonales o, más comúnmente, nodos distribuidos de manera casi uniforme generados a través de algoritmos rápidos. Exploramos estrategias novedosas para calcular la ubicación de puntos de muestreo para métodos de RBF-FD en 1D y 2D mientras investigamos los beneficios de utilizar estos puntos. La optimalidad de los puntos de muestreo se determina mediante una constante de Lebesgue definida por tramos. Los puntos se muestrean modificando un algoritmo QR de pivote de columna simple y robusto implementado previamente para encontrar conjuntos de puntos de muestreo casi óptimos para la aproximación polinómica. El uso de los puntos de muestreo recién calculados para estos métodos conserva la precisión al tiempo que reduce los costos computacionales al mitigar las restricciones de tamaño de stencil para los métodos de RBF-FD. El algoritmo novedoso también puede utilizarse para seleccionar puntos de frontera que se utilizarán junto con algoritmos rápidos que proporcionan nodos distribuidos de manera casi uniforme.