多精度计算和区间分析方法在科学计算中的应用
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国家自然科学基金重点资助项目(4073095240775051);中国科学院知识创新工程领域前沿项目(IAP07119);中科院知识创新工程重要方向项目(ZKCX-YW-220);江苏省气象灾害重点实验室开放课题(KJS0601)


Multiple Precision Computing and Interval Analysis for Scientific Computation
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    摘要:

    介绍了多精度计算和区间分析的概念、方法及应用,使用多精度计算研究Lorenz非线性动力系统计算结果对计算精度、步长的敏感依赖关系和不确定现象,研究Lorenz系统中长时间数值解的计算方法和基于多精度计算的最优步长、最大有效计算时间搜索方法,讨论了区间分析方法在计算机辅助证明Lorenz混沌吸引子存在性问题中的应用。

    Abstract:

    This article gives a brief introduction of using multiple precision(MP) computing and interval analysis(IA) in the study of science computation. First it reveals the sensitive dependency of floating point computational results on computation precision and step-size and its indeterminacy in the computation of the Lorenz nonlinear equations by applying a MP method, and then studies the method for obtaining a real numerical solution. The paper also discusses a new multiple-precision-based scheme to identify the maximum effective computation time(MECT) and optimal step-size(OS). Moreover, the concept of interval analysis is shown and the application of interval analysis in the proof of the existence of chaotic attractor for Lorenz equation is demonstrated. These advanced numerical computation concepts and tools are valuable for the research of fluid mechanics, atmospheric sciences and nonlinear dynamical systems.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王鹏飞,2009.多精度计算和区间分析方法在科学计算中的应用[J].大气科学学报,32(2):172-181. WANG Peng-fei,2009. Multiple Precision Computing and Interval Analysis for Scientific Computation[J]. Trans Atmos Sci,32(2):172-181.

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  • 收稿日期:2009-01-05
  • 最后修改日期:2009-02-26
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  • 在线发布日期: 2016-04-25
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