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关于Bregman迭代在求解朗道自由能泛函极小化问题中的研究
1
作者
包承龙
陈昌
《运筹学学报(中英文)》
2025年第3期243-266,共24页
本文研究了朗道自由能泛函极小化问题的数值方法和理论分析,该问题广泛应用于物理学和材料科学中相变和有序结构的形成。朗道自由能泛函通常由描述空间相互作用的高阶微分项及描述体积能的非线性项组成,这一特点导致计算面临两大困难:...
本文研究了朗道自由能泛函极小化问题的数值方法和理论分析,该问题广泛应用于物理学和材料科学中相变和有序结构的形成。朗道自由能泛函通常由描述空间相互作用的高阶微分项及描述体积能的非线性项组成,这一特点导致计算面临两大困难:高阶微分算子带来的刚性问题以及非线性项中梯度全局利普希茨连续性的缺失。针对这些难点,研究首先将泛函极小化问题离散为有限维最优化问题,基于Bregman散度设计了高效的算法框架,并建立了收敛性分析。进一步地,我们将算法推广至函数空间,系统分析了其对原始泛函极小化问题的收敛性质。此外,本文探讨了Bregman迭代与梯度流方法的内在联系,为理解优化算法的动力学机制提供了新视角。所提出算法的有效性及理论分析的准确性均通过一系列数值实验得到了验证。
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关键词
Bregman迭代
朗道模型
泛函极小化问题
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题名
关于Bregman迭代在求解朗道自由能泛函极小化问题中的研究
1
作者
包承龙
陈昌
机构
清华大学丘成桐数学科学中心
出处
《运筹学学报(中英文)》
2025年第3期243-266,共24页
基金
国家重点研发计划(No.2021YFA001300)。
文摘
本文研究了朗道自由能泛函极小化问题的数值方法和理论分析,该问题广泛应用于物理学和材料科学中相变和有序结构的形成。朗道自由能泛函通常由描述空间相互作用的高阶微分项及描述体积能的非线性项组成,这一特点导致计算面临两大困难:高阶微分算子带来的刚性问题以及非线性项中梯度全局利普希茨连续性的缺失。针对这些难点,研究首先将泛函极小化问题离散为有限维最优化问题,基于Bregman散度设计了高效的算法框架,并建立了收敛性分析。进一步地,我们将算法推广至函数空间,系统分析了其对原始泛函极小化问题的收敛性质。此外,本文探讨了Bregman迭代与梯度流方法的内在联系,为理解优化算法的动力学机制提供了新视角。所提出算法的有效性及理论分析的准确性均通过一系列数值实验得到了验证。
关键词
Bregman迭代
朗道模型
泛函极小化问题
Keywords
Bregman iteration
Landau models
functional minimization problem Chinese
分类号
O221.2 [理学]
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作者
出处
发文年
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1
关于Bregman迭代在求解朗道自由能泛函极小化问题中的研究
包承龙
陈昌
《运筹学学报(中英文)》
2025
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