Un nuevo enfoque de función de base radial basado en la expansión de Hermite con respecto al parámetro de forma
Autores: Bawazeer, Saleh Abobakur; Baakeem, Saleh Saeed; Mohamad, Abdulmajeed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un nuevo enfoque de función de base radial basado en la expansión de Hermite con respecto al parámetro de forma
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Función de base radial
Interpolación
Ecuaciones diferenciales parciales
Estabilidad
Precisión
Polinomio de Hermite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Debido a su alta precisión, la función de base radial (RBF) está ganando popularidad en la interpolación de funciones y en la resolución de ecuaciones diferenciales parciales (PDEs). La implementación de los métodos RBF es independiente de las ubicaciones de los puntos y de la dimensionalidad de los problemas. Sin embargo, la estabilidad y precisión de los métodos RBF dependen significativamente del parámetro de forma, que está principalmente afectado por la función de base y la distribución de nodos. Si el parámetro de forma tiene un valor pequeño, entonces la RBF se vuelve precisa pero inestable. Se han propuesto varios enfoques en la literatura para superar el problema de inestabilidad. Cambiar o expandir la función de base radial es uno de los enfoques más comúnmente utilizados porque aborda directamente el problema de estabilidad. Sin embargo, el problema principal con la mayoría de esos enfoques es que requieren la optimización de parámetros adicionales, como el orden de truncamiento de la expansión, para obtener la precisión deseada. En este trabajo, el polinomio de Hermite se utiliza para expandir la RBF con respecto al parámetro de forma para determinar una base estable, incluso cuando el parámetro de forma se acerca a cero, y el enfoque no requiere la optimización de ningún parámetro. Además, las propiedades del polinomio de Hermite permiten que la RBF se evalúe de manera estable incluso cuando el parámetro de forma es igual a cero. El enfoque propuesto se comparó para probar su confiabilidad, y los resultados obtenidos indican que la precisión es independiente o débilmente dependiente del parámetro de forma. Sin embargo, la convergencia depende del orden de truncamiento de la expansión. Además, se observa que el nuevo enfoque mejora la precisión y produce una interpolación precisa, una aproximación de derivadas y una solución de PDE precisas.
Descripción
Debido a su alta precisión, la función de base radial (RBF) está ganando popularidad en la interpolación de funciones y en la resolución de ecuaciones diferenciales parciales (PDEs). La implementación de los métodos RBF es independiente de las ubicaciones de los puntos y de la dimensionalidad de los problemas. Sin embargo, la estabilidad y precisión de los métodos RBF dependen significativamente del parámetro de forma, que está principalmente afectado por la función de base y la distribución de nodos. Si el parámetro de forma tiene un valor pequeño, entonces la RBF se vuelve precisa pero inestable. Se han propuesto varios enfoques en la literatura para superar el problema de inestabilidad. Cambiar o expandir la función de base radial es uno de los enfoques más comúnmente utilizados porque aborda directamente el problema de estabilidad. Sin embargo, el problema principal con la mayoría de esos enfoques es que requieren la optimización de parámetros adicionales, como el orden de truncamiento de la expansión, para obtener la precisión deseada. En este trabajo, el polinomio de Hermite se utiliza para expandir la RBF con respecto al parámetro de forma para determinar una base estable, incluso cuando el parámetro de forma se acerca a cero, y el enfoque no requiere la optimización de ningún parámetro. Además, las propiedades del polinomio de Hermite permiten que la RBF se evalúe de manera estable incluso cuando el parámetro de forma es igual a cero. El enfoque propuesto se comparó para probar su confiabilidad, y los resultados obtenidos indican que la precisión es independiente o débilmente dependiente del parámetro de forma. Sin embargo, la convergencia depende del orden de truncamiento de la expansión. Además, se observa que el nuevo enfoque mejora la precisión y produce una interpolación precisa, una aproximación de derivadas y una solución de PDE precisas.