如何評價上交廖世俊教授提出的求解強非線性PDE的同倫分析方法

時間 2021-06-01 03:48:34

1樓:Neil Andrew

同論分析方法建立了乙個新的求解微分方程級數解的理論,這本身有很強的創新性,而且也是乙個很有趣的科學問題。它求解的一些問題比如布拉修斯邊界層是很重要的經典問題,而且它有那麼多的引用次數也確實證明了它的價值。但是至於它是否會被人們廣泛應用於各種問題中,就要看它相對於其他方法的優點和劣勢了,比如是否有助於人們對問題的理解,計算速度和成本,以及可解問題的範圍。

的確,目前同倫方法並沒有取代傳統的解析或數值方法,正如第二位答主所說,在目前世界著名科學家發表在頂尖學術期刊上的文章中,同倫分析方法確實不太多見。下面我從我的研究經歷分析一下可能的原因。

那麼回到同倫分析方法與攝動方法的比較,前者的確比後者收斂性更好,但如果我們不把後者作為無窮級數解而作為漸近解,那麼它們就不存在收斂性好壞的比較,而是級數解和漸進解的優缺點的比較。我們看乙個具體的例子,比如貝塞爾函式有級數解

它對任意 x 都收斂。當 x 很大時,它還有漸近解

我們如果想求解 在某個特定 x 的數值,級數解可能比較方便,這也可能是計算機給出數值解的方法。但如果我們要問 在 x 很大時的性質,那麼漸近解應該更加有助於我們的定性理解,因為它直觀的告訴我們,當 x 很大時,解是乙個振幅衰減的正線或余弦函式,這是個有高度概括性的結論,而且它從級數解是不太容易看出來的。 所以我們說漸近解更有助於人們對解的定性認識,這是很重要的,因為以目前的計算機的計算能力,求解一般方程的數值解已經不是很難的問題。

在得到大量數值解的同時,人們往往希望對問題有乙個一般的定性認識,也就是英文中常說的 take-home message。

現在我們可以比較同倫分析方法與(漸近)攝動方法以及數值方法的優缺點了。相比於(漸近)攝動方法,同倫分析方法更準確,且不需要引數限制,但它比較複雜,不太方便告訴人們了解的定性特徵。而且事實上,同倫分析方法得到的解比傳統的級數解更加複雜,往往只能將完整的解答儲存在計算機的符號運算程式裡。

而相比於數值解,同倫分析方法因為是級數解,計算速度也許更快一些,精度更高一些(假設符號運算並不很昂貴),但目前同倫分析方法解的方程形式都還相對簡單,比如通過自相似變換解得到成的ODE,以及線性部分可以分離變數或者有行波解的 PDE。以現在計算機的發展水平,數值方法解決這些問題並不困難。對數值方法有挑戰的問題比如N-S方程,我還沒看到有同倫方法直接去解它的文獻。

這大概因為同倫處理非線性項的基本思想還是基於攝動,即把非線性項轉變為高階方程的非齊次項,但這個方法也並不是對所有非線性問題都好操作的。以目前的情況看,同倫分析方法還不能像數值方法那樣廣泛地解決各種實際問題。

因此我們看到同倫分析方法相對於(漸近)攝動方法以及數值方法都有一些弱點,並沒有超越它們各自的優勢,我想這大概就是它還未廣泛應用的原因吧。如果這些地方得到提高,相信同倫分析方法會有更廣泛的應用。

祝大家新年快樂,科研順利。

2樓:vista

不了解具體內容。這個方法感覺門檻挺高,但是提供幾個資訊參考。個人觀點,這個方法水分比較大。

利用同倫的思想去解決非線性問題肯定是有意義的。不論是廖還是何,雖然他們打過架,但是他們都是前幾年的被高引科學家。看起來這個方法很有前景?

可是你仔細看看他們那上千次的引用,雖然沒有一篇篇去查,絕大部分都是中中國人和中東人在引用,這一點可以說明這些文章被引情況水分比較大,入坑前要小心。另外就是,如果這真的是乙個實用的好方法,為什麼發的期刊一直是JCR二區三區甚至更差的期刊。即使有一些JCR一區的,也都是偏門小專業,影響因子都不過3。

雖然期刊水平不代表文章水平,但是這麼厲害的方法發不了top,是方法不行,還是寫的不行?廖和何的中文文章大概看過一些,有時候還帶點之乎者也,可能我數學水平不夠,看不懂寫了啥,大概意思都看不懂。樓上也說了他有做過更細緻的研究,有侷限性,估計是摟著說的,一般有侷限性等於不太好用。

所以總的來說,應該是個很有創意的方法,廖名氣很大,他也確實在這方面做出了重要的結果。但是想要入坑,或者解決實際問題,還得慎重考慮。

3樓:葉影

看過他的兩本書,並照著裡面的方法編制了mathematica程式。就我個人觀點,從關於這個方法的文獻中來看,數量很多且領域也很廣,這也能體現出這個方法確實是有理論及其應用價值的。但是現在仍然有其沒有突破的限制,比如輔助線性運算元的選取,輔助函式的形式以及基函式的形式,這些選擇都沒有乙個既定的標準。

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