| 第420行: |
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| | ResDMD计算无谱污染的特征对算法:从快照数据中提取Koopman算子的准确特征对(特征值+特征函数),核心解决传统EDMD的谱污染问题。 | | ResDMD计算无谱污染的特征对算法:从快照数据中提取Koopman算子的准确特征对(特征值+特征函数),核心解决传统EDMD的谱污染问题。 |
| | 输入: | | 输入: |
| − | 快照数据:<math>{x^{(j)}\}_{j=1}^M<math>(初始状态)、<math>{y^{(j)}=F(x^{(j)})\}_{j=1}^M<math>(下一时刻状态) | + | 快照数据:<math>{x^{(j)}\}_{j=1}^M</math>(初始状态)、<math>{y^{(j)}=F(x^{(j)})\}_{j=1}^M</math>(下一时刻状态) |
| − | 积分权重:<math>{w_j\}_{j=1}^M<math>(用于数值积分近似) | + | 积分权重:<math>{w_j\}_{j=1}^M</math>(用于数值积分近似) |
| − | 观测字典:<math>{\psi_j\}_{j=1}^{N_K}<math>(刻画系统状态的观测函数集合) | + | 观测字典:<math>{\psi_j\}_{j=1}^{N_K}</math>(刻画系统状态的观测函数集合) |
| − | 精度目标:<math>epsilon>0<math>(残差阈值) | + | 精度目标:<math>epsilon>0</math>(残差阈值) |
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| | 输出: | | 输出: |
| − | 准确特征对集合:<math>{(\lambda_j, g_j) \mid res(\lambda_j, g_j) \leq \epsilon\}<math>(<math>\lambda_j<math>为特征值,<math>g_j<math>为近似特征函数) | + | 准确特征对集合:<math>{(\lambda_j, g_j) \mid res(\lambda_j, g_j) \leq \epsilon\}<math>(<math>\lambda_j</math>为特征值,<math>g_j</math>为近似特征函数) |
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| | 算法过程: | | 算法过程: |
| − | 1. 计算三个核心矩阵:<math>\Psi_X^* W \Psi_X<math>、<math>\Psi_X^* W \Psi_Y<math>、<math>\Psi_Y^* W \Psi_Y<math>(<math>\Psi_X/\Psi_Y<math>为字典在<math>x/y<math>上的取值矩阵,<math>W<math>为权重对角矩阵)。 | + | 1. 计算三个核心矩阵:<math>\Psi_X^* W \Psi_X</math>、<math>\Psi_X^* W \Psi_Y</math>、<math>\Psi_Y^* W \Psi_Y</math>(<math>\Psi_X/\Psi_Y</math>为字典在<math>x/y</math>上的取值矩阵,<math>W</math>为权重对角矩阵)。 |
| − | 2. 求解广义特征值问题:<math>(\Psi_X^* W \Psi_Y)g = \lambda(\Psi_X^* W \Psi_X)g<math>,得到候选特征对。 | + | 2. 求解广义特征值问题:<math>(\Psi_X^* W \Psi_Y)g = \lambda(\Psi_X^* W \Psi_X)g</math>,得到候选特征对。 |
| − | 3. 计算每个候选特征对的残差<math>res(\lambda_j, g_j)<math>(衡量特征对与真实Koopman算子的契合度)。 | + | 3. 计算每个候选特征对的残差<math>res(\lambda_j, g_j)</math>(衡量特征对与真实Koopman算子的契合度)。 |
| − | 4. 丢弃残差大于<math>\epsilon<math>的伪特征对,保留满足精度的有效特征对。 | + | 4. 丢弃残差大于<math>\epsilon</math>的伪特征对,保留满足精度的有效特征对。 |
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| | 核心用处: | | 核心用处: |
| 第438行: |
第438行: |
| | 适用于需要明确系统主导模态的场景(如流体动力学中的振荡模态、分子动力学中的关键运动模式)。 | | 适用于需要明确系统主导模态的场景(如流体动力学中的振荡模态、分子动力学中的关键运动模式)。 |
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| − | ResDMD计算ε-伪谱估计算法:扩展算法2的功能,计算Koopman算子的<math>\epsilon<math>-伪谱,弥补特征值无法反映的非正规算子暂态行为和谱分布信息。 | + | ResDMD计算ε-伪谱估计算法:扩展算法2的功能,计算Koopman算子的<math>\epsilon</math>-伪谱,弥补特征值无法反映的非正规算子暂态行为和谱分布信息。 |
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| | 输入: | | 输入: |
| − | 快照数据:<math>{x^{(j)}\}_{j=1}^M<math>(初始状态)、<math>{y^{(j)}=F(x^{(j)})\}_{j=1}^M<math>(下一时刻状态) | + | 快照数据:<math>{x^{(j)}\}_{j=1}^M</math>(初始状态)、<math>{y^{(j)}=F(x^{(j)})\}_{j=1}^M</math>(下一时刻状态) |
| − | 积分权重:<math>{w_j\}_{j=1}^M<math>(用于数值积分近似) | + | 积分权重:<math>{w_j\}_{j=1}^M</math>(用于数值积分近似) |
| − | 观测字典:<math>{\psi_j\}_{j=1}^{N_K}<math>(刻画系统状态的观测函数集合) | + | 观测字典:<math>{\psi_j\}_{j=1}^{N_K}</math>(刻画系统状态的观测函数集合) |
| − | 精度目标:<math>epsilon>0<math>(残差阈值) | + | 精度目标:<math>epsilon>0</math>(残差阈值) |
| − | 复平面网格:<math>\{z_1,...,z_k\} \subset \mathbb{C}<math>(待评估的谱区域网格点) | + | 复平面网格:<math>\{z_1,...,z_k\} \subset \mathbb{C}</math>(待评估的谱区域网格点) |
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| | 输出 | | 输出 |
| − | <math>\epsilon$-伪谱估计:$\{z_j \mid \tau_j < \epsilon\}<math>(<math>\tau_j<math>为网格点$z_j$的最小残差) | + | <math>\epsilon</math>-伪谱估计:<math>\{z_j \mid \tau_j < \epsilon\}</math>(<math>\tau_j</math>为网格点<math>z_j</math>的最小残差) |
| − | 近似特征函数:<math>\{g_j \mid \tau_j < \epsilon\}<math>(对应伪谱区域的<math>\epsilon<math>-近似特征函数) | + | 近似特征函数:<math>\{g_j \mid \tau_j < \epsilon\}</math>(对应伪谱区域的<math>\epsilon</math>-近似特征函数) |
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| | 算法过程 | | 算法过程 |
| − | 1. 计算三个核心矩阵:<math>\Psi_X^* W \Psi_X<math>、<math>\Psi_X^* W \Psi_Y<math>、<math>\Psi_Y^* W \Psi_Y<math>(<math>\Psi_X/\Psi_Y<math>为字典在<math>x/y<math>上的取值矩阵,<math>W<math>为权重对角矩阵)。 | + | 1. 计算三个核心矩阵:<math>\Psi_X^* W \Psi_X</math>、<math>\Psi_X^* W \Psi_Y</math>、<math>\Psi_Y^* W \Psi_Y</math>(<math>\Psi_X/\Psi_Y</math>为字典在<math>x/y</math>上的取值矩阵,<math>W</math>为权重对角矩阵)。 |
| − | 2. 对每个网格点<math>z_j<math>,求解最小残差<math>\tau_j = \min_{g \in \mathbb{C}^{N_K}} res(z_j, \Psi g)<math>(转化为广义SVD问题)。 | + | 2. 对每个网格点<math>z_j</math>,求解最小残差<math>\tau_j = \min_{g \in \mathbb{C}^{N_K}} res(z_j, \Psi g)</math>(转化为广义SVD问题)。 |
| − | 3. 筛选出最小残差<math>\tau_j < \epsilon<math>的网格点,构成<math>\epsilon<math>-伪谱。 | + | 3. 筛选出最小残差<math>\tau_j < \epsilon</math>的网格点,构成<math>\epsilon</math>-伪谱。 |
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| | 核心用处: | | 核心用处: |