Аннотация:
Рассмотрены алгоритмы решения обратной задачи идентификации источников для систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений продукции–деструкции с данными измерений в виде временных рядов. На основе сопряженных уравнений построен оператор чувствительности и его дискретный аналог, связывающий возмущения искомых параметров модели с возмущениями измеряемых величин. Этот оператор позволяет получить семейство квазилинейных операторных уравнений, связывающих искомые величины и данные обратной задачи. Для решения уравнений применяется алгоритм типа Ньютона–Канторовича с использованием правых $r$-псевдообратных матриц. Алгоритм применяется для решения обратной задачи идентификации источников для модели трансформации примесей в атмосфере.
Ключевые слова:
обратная задача идентификации источников, большие данные, метод Ньютона–Канторовича, сопряженные уравнения, оператор чувствительности, $r$-псевдообратная матрица, правая обратная.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда по проекту № 17-71-10184 (в части разработки алгоритмов и их исследовании). Векторизация и оптимизация программ для ЭВМ выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (4.1.3 совместные лаборатории НГУ-ННЦ СО РАН).
Статья поступила: 26.02.2018 Переработанный вариант: 24.05.2018
Образец цитирования:
А. В. Пененко, “Метод Ньютона–Канторовича для решения обратных задач идентификации источников в моделях продукции–деструкции с данными типа временных рядов”, Сиб. журн. вычисл. матем., 22:1 (2019), 57–79; Num. Anal. Appl., 12:1 (2019), 51–69
\RBibitem{Pen19}
\by А.~В.~Пененко
\paper Метод Ньютона--Канторовича для решения обратных задач идентификации источников в моделях продукции–деструкции с~данными типа временных рядов
\jour Сиб. журн. вычисл. матем.
\yr 2019
\vol 22
\issue 1
\pages 57--79
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/sjvm701}
\crossref{https://doi.org/10.15372/SJNM20190105}
\elib{https://elibrary.ru/item.asp?id=37062941}
\transl
\jour Num. Anal. Appl.
\yr 2019
\vol 12
\issue 1
\pages 51--69
\crossref{https://doi.org/10.1134/S1995423919010051}
\isi{https://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcApp=Publons&SrcAuth=Publons_CEL&DestLinkType=FullRecord&DestApp=WOS_CPL&KeyUT=000463783600005}
\scopus{https://www.scopus.com/record/display.url?origin=inward&eid=2-s2.0-85064040339}
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/sjvm701
https://www.mathnet.ru/rus/sjvm/v22/i1/p57
Эта публикация цитируется в следующих 13 статьяx:
Gurami Tsitsiashvili, Alexey Gudimenko, Marina Osipova, “Fast Method for Estimating the Parameters of Partial Differential Equations from Inaccurate Observations”, Mathematics, 11:22 (2023), 4586
Gurami Tsitsiashvili, Marina Osipova, Yury Kharchenko, “Estimating the Coefficients of a System of Ordinary Differential Equations Based on Inaccurate Observations”, Mathematics, 10:3 (2022), 502
Alexey Penenko, Evgeny Rusin, “Parallel Implementation of a Sensitivity Operator-Based Source Identification Algorithm for Distributed Memory Computers”, Mathematics, 10:23 (2022), 4522
A. Penenko, V. Penenko, E. Tsvetova, A. Gochakov, E. Pyanova, V. Konopleva, “Sensitivity operator framework for analyzing heterogeneous air quality monitoring systems”, Atmosphere, 12:12 (2021), 1697
A. V. Penenko, Zh. S. Mukatova, A. B. Salimova, “Numerical study of the coefficient identification algorithm based on ensembles of adjoint problem solutions for a production-destruction model”, Int. J. Nonlinear Sci. Numer. Simul., 22:5 (2021), 581–592
G. Gallo, A. Isoldi, D. Del Gatto, R. Savino, A. Capozzoli, C. Curcio, A. Liseno, “Numerical aspects of particle-in-cell simulations for plasma-motion modeling of electric thrusters”, Aerospace, 8:5 (2021), 138
A. Penenko, “Convergence analysis of the adjoint ensemble method in inverse source problems for advection-diffusion-reaction models with image-type measurements”, Inverse Probl. Imaging, 14:5 (2020), 757–782
А. В. Пененко, А. Б. Салимова, “Идентификация источника в уравнении Смолуховского с использованием ансамбля решений сопряженного уравнения”, Сиб. журн. вычисл. матем., 23:2 (2020), 183–199; A. V. Penenko, A. B. Salimova, “Source indentification for the Smoluchowski equation
using an ensemble of the adjoint equation solutions”, Num. Anal. Appl., 13:2 (2020), 152–164
Alexey Penenko, Ulyana Zubairova, Alexander Bobrovskikh, Alexey Doroshkov, 2020 Cognitive Sciences, Genomics and Bioinformatics (CSGB), 2020, 14
Alexey Penenko, Alexander Gochakov, Vladimir Penenko, “Algorithms based on sensitivity operators for analyzing and solving inverse modeling problems of transport and transformation of atmospheric pollutants”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 611:1 (2020), 012032
Penenko A., Mukatova Zh., Salimova A., “Numerical Solution of the Coefficient Inverse Problem For a Production-Destruction Model With Various Adjoint Ensemble Designs”, 2019 15Th International Asian School-Seminar Optimization Problems of Complex Systems (Opcs 2019), IEEE, 2019, 135–139
A V Penenko, Zh S Mukatova, A B Salimova, “Numerical analysis of an inverse coefficient problem for a chemical transformation model”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 386:1 (2019), 012041
Alexey Penenko, Zhadyra Mukatova, Akzhan Salimova, 2019 15th International Asian School-Seminar Optimization Problems of Complex Systems (OPCS), 2019, 135