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删除64字节 、 2025年11月8日 (六) 15:36
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·把前<math>m</math>个时间点的数据组成矩阵<math> X: X = [x_1, x_2, ..., x_m] </math>
 
·把前<math>m</math>个时间点的数据组成矩阵<math> X: X = [x_1, x_2, ..., x_m] </math>
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·把后<math>m</math>个时间点的数据组成矩阵<math> X': X' = [x_2, x_3, ..., x_(m+1)] </math>
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·把后<math>m</math>个时间点的数据组成矩阵<math> X': X' = [x_2, x_3, ..., x_{m+1}] </math>
    
·直观理解:<math>X'</math>中的每一列都是<math>X</math>中对应列在下一个时间点的状态。
 
·直观理解:<math>X'</math>中的每一列都是<math>X</math>中对应列在下一个时间点的状态。
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2.寻找一个近似线性算子A
 
2.寻找一个近似线性算子A
   −
我们假设存在一个线性算子A,使得 <math>x_(k+1) ≈ A * x_k</math>。换句话说,A能够近似地描述系统一步的演化。
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我们假设存在一个线性算子A,使得 <math>x_{k+1} ≈ A * x_k</math>。换句话说,A能够近似地描述系统一步的演化。
    
那么,整个矩阵关系可以写为: <math>X’ ≈ A X</math>
 
那么,整个矩阵关系可以写为: <math>X’ ≈ A X</math>
第324行: 第324行:  
庞大的A矩阵可以被投影到降维后的空间(由 U 的列张成)上,得到一个简化的小矩阵 Ã。
 
庞大的A矩阵可以被投影到降维后的空间(由 U 的列张成)上,得到一个简化的小矩阵 Ã。
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公式为:<math> Ã = U* X' V Σ⁻¹ </math>
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公式为: Ã = U* X' V Σ⁻¹  
    
à 可以看作是 A 在主要模式上的一个“精华版”。
 
à 可以看作是 A 在主要模式上的一个“精华版”。
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5.计算 Ã 的特征值和特征向量
 
5.计算 Ã 的特征值和特征向量
   −
求解 Ã 的特征分解: <math>Ã W = W Λ</math>
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求解 Ã 的特征分解: Ã W = W Λ
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<math>Λ</math> 是一个对角矩阵,其对角线元素就是特征值 <math>λᵢ</math>。这些特征值决定了每个模式的动态行为(增长/衰减/振荡的频率)。
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<math>W</math>的列是对应的特征向量。
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Λ 是一个对角矩阵,其对角线元素就是特征值 <math>λᵢ</math>。这些特征值决定了每个模式的动态行为(增长/衰减/振荡的频率)。
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W的列是对应的特征向量。
    
6.重建 DMD 模式(Spatial Modes)
 
6.重建 DMD 模式(Spatial Modes)
   −
<math>Ã</math>的特征向量<math>W</math>是在降维空间里的。我们需要把它们映射回原始空间,得到真正的空间模式 <math>Φ</math>。
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Ã的特征向量W是在降维空间里的。我们需要把它们映射回原始空间,得到真正的空间模式 <math>Φ</math>。
    
公式为: <math>Φ = X' V Σ⁻¹ W </math>
 
公式为: <math>Φ = X' V Σ⁻¹ W </math>
第343行: 第345行:     
7.预测与重构
 
7.预测与重构
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任何一个时间点的状态都可以用这些 DMD 模式的线性组合来近似表示:
 
任何一个时间点的状态都可以用这些 DMD 模式的线性组合来近似表示:
 
<math>x_k ≈ Φ Λᵏ⁻¹ b </math>
 
<math>x_k ≈ Φ Λᵏ⁻¹ b </math>
第348行: 第351行:  
b是初始振幅向量,可以通过初始条件 <math>x_1</math>求得: <math>b = Φ⁺ x_1(⁺ 表示伪逆)</math>。
 
b是初始振幅向量,可以通过初始条件 <math>x_1</math>求得: <math>b = Φ⁺ x_1(⁺ 表示伪逆)</math>。
   −
<math>Λᵏ⁻¹</math> 中的特征值 <math>λᵢ</math>决定了第 i个模式随时间如何演化。<math>|λ|>1</math>模式增长,<math>|λ|<1</math>模式衰减,λ是复数则产生振荡。
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<math>Λᵏ⁻¹</math> 中的特征值 <math>λᵢ</math>决定了第 i个模式随时间如何演化。<math>|λ|>1</math>模式增长,<math>|λ|<1</math>模式衰减,<math>λ</math>是复数则产生振荡。
    
==扩展DMD==
 
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