针对Laguerre序列和Chebyshev张量积曲面高精度算法设计和误差分析

来源 :国防科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanglq2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在许多大数据量、长时间数值计算中由于计算机无法通过浮点数完整的表示实数而产生截断误差导致误差不断变大,因此得到不精确的结果。本文通过使用无误差变换相关方法和理论,结合浮点计算的特点,提出了一些用于计算多项式的高精度补偿算法,本文主要的工作和创新点有以下两个方面:1.设计了用于计算Laguerre序列的高精度补偿算法(CompCS).通过结合无误差变换方法,记录浮点计算过程中产生的误差,结合传统Clenshaw算法对计算总误差进行计算,可以使传统Clenshaw算法在处理病态问题更加稳定,从而得到精确的数值计算结果。其次,本文分析了Clenshaw算法与补偿Clenshaw算法的相对误差界,补偿算法与双倍双精度Clenshaw算法具有相同的精度。同时,与双倍双精度相比,补偿算法可以保证计算精度而且具有更高的计算效率。此外,本文分析了Clenshaw算法与补偿Clenshaw算法的的动态误差界,通过逐次对误差界的估计,可以得到比理论误差更加有效的误差估计。数值实验验证了补偿Laguerre序列算法的效率与精确性,同时也说明了动态误差估计更加接近真实误差。2.Chebyshev张量积曲面广泛应用于图像分析与数值逼近领域。本文设计了用于计算Chebyshev张量积曲面的高精度补偿算法(CompCTP).主要基于无误差变换理论,在嵌套格式的Clenshaw算法(CTP)中使用补偿Clenshaw算法,记录每次计算的误差,用于逼近CTP算法产生的误差。其次,本文分析了CTP算法和补偿算法的相对误差界,其中CTP误差界为u×cond(P,x,y),CompCTP算法的为u+O(u~2)×cond(P,x,y),其中u为机器精度,cond(P,x,y)为Cheyshev张量积曲面P(x,y)的条件数。说明补偿算法的计算结果与使用双倍双精度算法计算结果精度相同。此外,本文对CTP和CompCTP的动态误差界进行了分析,并分别给出计算动态误差界的算法,得到更加接近真实误差的估计。同时,数值实验验证了理论误差与动态误差的有效性,并证明了补偿算法对比双倍双精度算法有更高的效率,又不损失精度。
其他文献
图像盲去模糊任务在只给出单张观测图像的条件下恢复出潜在的清晰图像,是图像复原领域的研究热点之一。该任务本质上是一个严重病态的逆问题。现有的研究基于最大后验概率估
生物医用金属器械(如人工心脏瓣膜和心室泵等)因其较好的力学支撑性和生物相容性能被广泛地应用于心血管疾病的治疗,虽然已经实现了早期的抗凝和抗增生治疗,然而植入后晚期血栓和增生等并发症严重限制了服役期限并威胁病人生命。人体血管内壁的天然内皮通常被认为具有长期有效的抗血栓、抑增生能力,从而维持正常的血管通畅率。因此,在心血管植介入器械(CVIs)表面上建立完整的内皮细胞(ECs)单层是其长期有效的保证。
无机纳米粒子组装体由于其特殊的理化性质而被广泛应用在光热治疗、药物控释、生物成像等领域。无机纳米粒子的排列规整程度和空间排列方式可对组装体结构和性能产生直接影响。通过在无机纳米粒子表面接枝两亲性嵌段共聚物配体可以调控无机纳米粒子的空间排列方式。然而,目前很少有研究配体结构对聚合物接枝纳米粒子组装行为的影响规律。除此之外,在药物控释领域,如何通过调控纳米粒子表面配体的结构构筑无机纳米粒子载体,并在此
近年来,国家对中等职业教育越来越重视,已将中等职业教育作为了教育发展的重点而大力推行,相继发布了一系列的政策来促进中职学校的发展,从各个方面支持中职学生的学习。从20
语文教学最高层次的目标,就是要提高学生的语言文字运用能力。从阅读能力的角度来讲,辞格的运用往往是文本解读、鉴赏的重要突破口。从表达能力的角度讲,不论是写作还是口语交际,都离不开修辞格的运用。同时,修辞格的学习还能够让学生在思维品质上得到提升。比如比喻、夸张等修辞格,都能够锻炼学生的抽象思维、发散思维,有助于培养学生的想象力和创造力。综上,在学生语文学习当中修辞格知识的重要地位不必多言。因此,笔者希
变分自编码器(Variational Auto-Encoder,VAE)是生成模型的一种,已经成功应用于自然语言处理领域,比如文本生成、机器翻译和文本分类等。但是变分自编码器存在先验崩溃的问题
微动疲劳一直是机械领域的隐形杀手,它促进了微动损伤接触区域裂纹的萌生和扩展,大大缩短了零部件的服役寿命。在机械结构、机械连接覆盖各个领域的时代,其无疑成为了质量安全关注的焦点。本论文在不同参数条件下,针对我国高速铁路接触网整体吊弦材料(CuMg0.4合金),在自主设计的弯曲微动疲劳装置上进行了常规环境下的弯曲微动疲劳试验,建立了其疲劳寿命SN曲线,并采用扫描电子显微镜(SEM)、白光干涉仪(WLI
随机环境中两性分枝过程是近年来一种受到众多学者相继研究的一个新的课题,现在在许多的领域已经涉及其相关的应用,如:家庭姓氏延续,动物繁衍,人口增长等.本文分别从随机环境两性分枝过程的极限问题和灭绝问题等方面进行研究,本篇文章一共分四个章节.第一章绪论.首先介绍BGWPRE和BPSDMRE的模型及相关理论知识,然后,对BG WPRE和BPSDMRE发展演变过程进行说明,其次,将其发展过程中国内外取得一
智能电网和能源互联网的深入发展越来越依赖电力通信网络及时、准确的信息交互,传输时延和数据包丢失率一直都是电力通信业务可靠传输重点研究的内容。当前电力通信网络的业
现实应用中存在很多各种各样的图数据,例如蛋白质-蛋白质相互作用网络,社交网络和合作网络等都是常见的图数据。在这些图中,通常都存在连接稠密的社区子图结构,从图数据中挖掘稠密子图结构是网络分析中的一个基本问题,其在社区探测、蛋白质络合物挖掘、检测垃圾邮件等都具有广泛的应用。在各种图数据应用中,存在一种图,它的边上包含有正负的信息,其中正边表示“朋友”,负边表示“敌人”。近年来,符号图数据的分析处理已经