การหาค่าเหมาะสมที่สุดภายใต้ข้อจำกัดของสมการอนุพันธ์ย่อย
การหาค่าเหมาะสมที่สุดภายใต้ ข้อจำกัดของ PDEเป็นส่วนย่อยของการหาค่าเหมาะสมที่สุดทางคณิตศาสตร์โดยที่ข้อจำกัด อย่างน้อยหนึ่งข้อ สามารถแสดงได้ในรูปของสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย [ 1 ] โดเมนทั่วไปที่ปัญหาเหล่านี้เกิดขึ้น ได้แก่อากาศพลศาสตร์พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ การแบ่งส่วนภาพและปัญหาผกผัน[ 2 ] สูตรมาตรฐานของการหาค่าเหมาะสมที่สุดภาย ใต้ข้อจำกัดของ PDE ที่พบในหลายสาขาวิชามีดังนี้: [ 3 ]ที่ไหนเป็นตัวแปรควบคุมและคือค่ามาตรฐานยูคลิด กำลังสอง และไม่ใช่ค่ามาตรฐานเอง โดยทั่วไปแล้วจะไม่มีวิธีแก้ปัญหาแบบปิดสำหรับปัญหาการหาค่าเหมาะสมที่สุดที่ถูกจำกัดด้วย PDE ซึ่งจำเป็นต้องมีการพัฒนาวิธีการเชิงตัวเลข[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
แอปพลิเคชัน
- การเพิ่มประสิทธิภาพรูปทรงตามหลักอากาศพลศาสตร์[ 7 ] [ 8 ]
- การส่งยา[ 9 ] [ 10 ]
- การเงินเชิงคณิตศาสตร์[ 11 ]
- ระบาดวิทยา[ 12 ]
การควบคุมระบบการเคลื่อนที่ของแบคทีเรียอย่างเหมาะสม
ตัวอย่างต่อไปนี้มาจากหน้า 20-21 ของ Pearson [ 3 ]เคโมแท็กซิสคือการเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางเคมีภายนอก ปัญหาหนึ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือการจัดการพลวัตเชิงพื้นที่ของแบคทีเรียที่อยู่ภายใต้เคโมแท็กซิสเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ สำหรับความหนาแน่นของเซลล์และความหนาแน่นความเข้มข้นสำหรับสารดึงดูดทางเคมีนั้น สามารถกำหนดปัญหาการควบคุมขอบเขตได้:ที่ไหนความหนาแน่นของเซลล์ที่เหมาะสมคืออะไรคือความหนาแน่นความเข้มข้นที่เหมาะสม และคือตัวแปรควบคุม ฟังก์ชันเป้าหมายนี้ขึ้นอยู่กับพลวัตดังต่อไปนี้:ที่ไหนคือตัวดำเนินการลาปลาซ
ดูเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติม
- Antil, Harbir; Kouri, Drew. P; Lacasse, Martin-D.; Ridzal, Denis (2018). Frontiers in PDE-Constrained Optimization . The IMA Volumes in Mathematics and its Applications, Springer. ISBN 978-1493986354.
- Tröltzsch, Fredi (2010). การควบคุมที่เหมาะสมที่สุดของสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย: ทฤษฎี วิธีการ และการประยุกต์ใช้การศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาทางคณิตศาสตร์ สมาคมคณิตศาสตร์อเมริกันISBN 978-0-8218-4904-0.
ลิงก์ภายนอก
- บทนำโดยสังเขปเกี่ยวกับการหาค่าเหมาะสมที่สุดภายใต้ข้อจำกัดของสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย
- การหาค่าเหมาะสมที่สุดแบบมีข้อจำกัดของ PDE
- ตัวแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพภายใต้ข้อจำกัดของสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย
- ปัญหาจำลองในการหาค่าเหมาะสมที่สุดภายใต้ข้อจำกัดของสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย