在遭受维数诅咒的情况下求解泊松方程

计算科学 参考请求 泊松 高维
2021-12-06 11:57:31

我在立方体中有一个传热方程R100[0,1]×[0,1]×[0,1]

2φ=f,
边界条件以点数的形式设置pi, 温度场应最小偏离观测值oi,或者换句话说,热方程的解应该最小化:
k=0m|φ(pi)oi|2.

在 2-3 维情况下,这将是一个非常简单的问题(假设问题适定),我已经用 FEM 成功解决了它,但对于高维情况,我什至无法构建网格,更不用说进行任何计算了。(我不存储f,我可以很容易地在任何一点计算它)。

看来,我需要采用一些无网格的方法。我简要浏览了谷歌并找到了两个可能的场所:使用径向基函数或使用粒子方法。它们适用于我的情况吗?我的问题完全可行吗?

我以前从未处理过高维问题,所以我想听听所有关于相关和可能相关文献的建议和参考。

1个回答

简短的回答是你不能这样做——这超出了我们今天的计算能力。为了解释原因,想想构建盒子本身,每个顶点都有一个自由度。在 100 个维度中,有21001010顶点。这离最大的有限元计算的规模不远,你需要大约105106处理器来做到这一点。同时,你在这个立方体上所能做的就是将解决方案表示为每个方向上的某种线性函数——这不会告诉你任何关于真正发生的事情;事实上,它真正做的只是对边界值进行插值。

换句话说,尝试更小的问题。在这种情况下,您可能想研究稀疏网格。