AF: Medium: Collaborative Research:Numerical Algebraic Differential Equations
AF:媒介:协作研究:数值代数微分方程
基本信息
- 批准号:1564132
- 负责人:
- 金额:$ 59.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-07-01 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Many basic physical principles, like conservation of mass or momentum for a fluid, are captured mathematically as systems algebraic differential equations. Simplifying and solving these systems (which means reducing the number or complexity of the equations, and finding inputs that satisfy all equations) are fundamental to applications in many areas, including cellular biology, approximation for chemical reaction systems, combinatorics, and analysis. The theoretical and algorithmic study of such systems spans more than a century, using three methods: purely symbolic, numerical, and hybrid symbolic-numeric. Symbolic methods (the quadratic formula being the simplest example) give the strongest guarantees of reliability, at a high (even exorbitant) cost in computational time and memory, since the same algorithm solves both mathematically hard and easy instances. Numerical methods (the basis for computational simulation) allow small errors or approximations for speed; small intermediate errors produce corrupted outputs on singular and ill-conditioned (that is, nearly singular) input instances. In this project, a hybrid symbolic-numeric approach will be developed. Hybrid algorithms are more adaptive and have lower complexity than symbolic algorithms, and can avoid the errors of numerical algorithms.In more technical detail, the three investigators apply existing and develop new methods of symbolic-numeric computation and differential algebra, producing algorithms that run on all inputs. They bring together existing methods of numerical algebraic geometry and software packages, such as Bertini, with recent theoretical results in differential algebra that provide upper bounds needed for guaranteed results. New near-optimal root isolation techniques are developed, implemented, and applied to solve systems of differential equations with finitely many solutions. The work spans from theory to producing practical tools.As part of this project the three investigators mentor and train students in symbolic and numeric computation at CUNY (noted for serving minority and low-income students) and NYU, and more broadly in New York City and Long Island, by activities ranging from developing a Symbolic-Numeric Computing course for graduate students at the Computer Science program of the CUNY Graduate Center and NYU, to advising high school students in projects.
许多基本物理原理,例如流体的质量守恒或动量守恒,在数学上都被捕获为系统代数微分方程。 简化和求解这些系统(这意味着减少方程的数量或复杂性,并找到满足所有方程的输入)是许多领域应用的基础,包括细胞生物学、化学反应系统的近似、组合学和分析。 对此类系统的理论和算法研究跨越了一个多世纪,使用了三种方法:纯符号、数值和符号-数值混合。 符号方法(二次公式是最简单的例子)提供了最强有力的可靠性保证,但计算时间和内存成本很高(甚至过高),因为相同的算法可以解决数学上困难和简单的实例。 数值方法(计算模拟的基础)允许较小的速度误差或近似值;小的中间错误会在奇异和病态(即接近奇异)输入实例上产生损坏的输出。在该项目中,将开发一种混合符号数字方法。混合算法比符号算法更具适应性,复杂度更低,并且可以避免数值算法的错误。在更多技术细节上,三位研究人员应用现有的符号数值计算和微分代数方法并开发新方法,产生了运行在所有输入。它们将现有的数值代数几何方法和软件包(例如 Bertini)与微分代数的最新理论结果结合在一起,提供了保证结果所需的上限。新的近最优根隔离技术被开发、实现并应用于求解具有有限多个解的微分方程组。 这项工作涵盖从理论到生产实用工具。作为该项目的一部分,三位研究人员在纽约市立大学(以服务少数族裔和低收入学生而闻名)和纽约大学以及更广泛的纽约市指导和培训学生进行符号和数值计算和长岛,开展的活动包括为纽约市立大学研究生中心和纽约大学计算机科学项目的研究生开发符号数字计算课程,以及为高中生提供项目咨询。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A primitive element theorem for fields with commuting derivations and automorphisms
具有交换导数和自同构的域的本原元定理
- DOI:10.1007/s00029-019-0504-9
- 发表时间:2019-10
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Pogudin; Gleb
- 通讯作者:Gleb
The Dynamics of Canalizing Boolean Networks
疏导布尔网络的动力学
- DOI:10.1155/2020/3687961
- 发表时间:2020-01
- 期刊:
- 影响因子:2.3
- 作者:Paul, Elijah;Pogudin, Gleb;Qin, William;Laubenbacher, Reinhard
- 通讯作者:Laubenbacher, Reinhard
SOLVING DIFFERENCE EQUATIONS IN SEQUENCES: UNIVERSALITY AND UNDECIDABILITY
求解序列中的差分方程:普遍性和不可判定性
- DOI:10.1017/fms.2020.14
- 发表时间:2019-09-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:G. Pogudin;T. Scanlon;M. Wibmer
- 通讯作者:M. Wibmer
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Chee Yap其他文献
Robust Parameter Estimation for Rational Ordinary Differential Equations
有理常微分方程的鲁棒参数估计
- DOI:
10.1109/tcbb.2022.3213914 - 发表时间:
2023-03-02 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Soo Go;Hoon Hong;Ilia Ilmer;A. Ovchinnikov;Pedro Soto;Chee Yap - 通讯作者:
Chee Yap
Chelation effects in the binding of bidentate ligands by a face-to-face zinc porphyrin
面对面锌卟啉与双齿配体结合的螯合效应
- DOI:
10.1039/p19900000421 - 发表时间:
1990 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Ian P. Danks;I. Sutherland;Chee Yap - 通讯作者:
Chee Yap
Erratum for “Global Identifiability of Differential Models”
“差分模型的全局可识别性”勘误表
- DOI:
10.1002/cpa.22163 - 发表时间:
2023-09-22 - 期刊:
- 影响因子:3
- 作者:
Hoon Hong;A. Ovchinnikov;G. Pogudin;Chee Yap - 通讯作者:
Chee Yap
The exact computation paradigm
精确计算范式
- DOI:
10.1142/9789812831699_0011 - 发表时间:
1995-09-13 - 期刊:
- 影响因子:1.4
- 作者:
Chee Yap;Thomas Dubé - 通讯作者:
Thomas Dubé
Chee Yap的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Chee Yap', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: CCF: AF: Medium: Validated Soft Approaches to Parametric ODE Solving
协作研究:CCF:AF:中:经过验证的参数 ODE 求解软方法
- 批准号:
2212462 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: Efficient Methods for Identifiability of Dynamic Models
协作研究:动态模型可识别性的有效方法
- 批准号:
1853482 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: Small: Numeric-Symbolic Techniques for Geometric Problems in Algebra and Analysis
AF:小:代数和分析中几何问题的数值符号技术
- 批准号:
1423228 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Standard Grant
AF: Small: Analysis Algorithms: Continuous and Algebraic Amortization
AF:小:分析算法:连续和代数摊销
- 批准号:
0917093 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Complete Adaptive Algorithms for Curves and Surfaces and their Complexity
曲线和曲面及其复杂性的完整自适应算法
- 批准号:
0728977 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
A Theory of Real Approximations, with Applications
实数近似理论及其应用
- 批准号:
0430836 - 财政年份:2004
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
ITR: A New Computational Paradigm: Robustness as a Resource
ITR:新的计算范式:作为资源的鲁棒性
- 批准号:
0082056 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Algorithmic Development of Visualization Under Foveated Geometries
焦点几何下可视化的算法开发
- 批准号:
9619846 - 财政年份:1997
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Manufacturing and Computational Geometry Workshop, April l994, New York University
制造和计算几何研讨会,1994 年 4 月,纽约大学
- 批准号:
9400502 - 财政年份:1994
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
基于机器学习和经典电动力学研究中等尺寸金属纳米粒子的量子表面等离激元
- 批准号:22373002
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
基于挥发性分布和氧化校正的大气半/中等挥发性有机物来源解析方法构建
- 批准号:42377095
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
中等质量黑洞附近的暗物质分布及其IMRI系统引力波回波探测
- 批准号:12365008
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
复合低维拓扑材料中等离激元增强光学响应的研究
- 批准号:12374288
- 批准年份:2023
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
中等垂直风切变下非对称型热带气旋快速增强的物理机制研究
- 批准号:42305004
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Collaborative Research: AF: Medium: Fast Combinatorial Algorithms for (Dynamic) Matchings and Shortest Paths
合作研究:AF:中:(动态)匹配和最短路径的快速组合算法
- 批准号:
2402284 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: AF: Medium: The Communication Cost of Distributed Computation
合作研究:AF:媒介:分布式计算的通信成本
- 批准号:
2402835 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: AF: Medium: The Communication Cost of Distributed Computation
合作研究:AF:媒介:分布式计算的通信成本
- 批准号:
2402836 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: AF: Medium: Algorithms Meet Machine Learning: Mitigating Uncertainty in Optimization
协作研究:AF:媒介:算法遇见机器学习:减轻优化中的不确定性
- 批准号:
2422926 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: AF: Medium: Adventures in Flatland: Algorithms for Modern Memories
合作研究:AF:媒介:平地历险记:现代记忆算法
- 批准号:
2423105 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 59.15万 - 项目类别:
Continuing Grant