兩類問題的互補求解方法及二階錐互補問題解的性質(zhì)
本文選題:互補問題 + NCP函數(shù); 參考:《天津大學》2012年博士論文
【摘要】:本文的主要內(nèi)容包括醫(yī)學中張量成像問題的求解、一類自由邊界問題的求解以及二階錐互補問題解的性質(zhì)的理論研究. 核磁共振成像已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在各種臨床治療中.擴散張量成像(Difusion Tensor Imaging)是通過求解一個擴散張量的特征值來成像的技術(shù).但這一理論總假設(shè)水分子在人體中的擴散是高斯型的.而在有纖維交叉的人體組織中,擴散張量成像技術(shù)無法正確顯示各個纖維方向.本文研究擴散陡度成像(Difusion Kurtosis Imaging)模型,該技術(shù)利用一個4階3維張量W的特征值來成像.以一類廣義互補函數(shù)的性質(zhì)為基礎(chǔ),利用該類互補函數(shù)將求解擴散陡度張量W的特征值問題重構(gòu)為一類廣義非光滑方程組,并設(shè)計光滑牛頓型算法求解該方程組,在適當?shù)募僭O(shè)下,該算法的全局收斂性被證明.最后的數(shù)值結(jié)果表明該方法是有效的. 本文也利用互補問題求解自由邊界問題.在將一類自由邊界問題重構(gòu)為一類非李普希茲連續(xù)的非線性互補問題的基礎(chǔ)上,引入plus函數(shù)的一類廣義光滑函數(shù),分析其性質(zhì),然后利用該光滑函數(shù)將所得的互補問題重構(gòu)為一系列光滑方程組,并設(shè)計一類帶非單調(diào)線搜索的光滑牛頓型算法來求解該方程組以得到原問題的解.在很弱的條件下,該算法的全局收斂性和局部二次收斂性被證明.最后的數(shù)值結(jié)果顯示該算法是有效的. 互補問題的應(yīng)用非常廣泛,而現(xiàn)實中的許多問題均可歸結(jié)為二階錐互補(SOCCP)問題.雖然二階錐互補問題的理論與算法已經(jīng)有許多的研究,但所研究的互補問題以單調(diào)互補問題為主.本文在二階錐上引入一類新的非單調(diào)映射,稱之為笛卡爾P_*(κ)映射,它是單調(diào)映射的推廣,并討論涉及這類映射的二階錐互補問題的解的存在性和解集的有界性.在嚴格可行的假設(shè)下證明該類問題的解集是非空有界的.
[Abstract]:The main contents of this paper include the solution of the Zhang Liang imaging problem in medicine, the solution of a class of free boundary problems and the theoretical study of the solution of the second order cone complementarity problem. Magnetic resonance imaging has been widely used in various clinical treatments. Diffusion Zhang Liang imaging (Zhang Liang) is an imaging technique by solving the eigenvalues of a diffused Zhang Liang. However, this theory always assumes that the diffusion of water molecules in the human body is Gao Si type. In human tissues with intersected fibers, diffusive Zhang Liang imaging can not correctly show the direction of each fiber. In this paper, the diffusion steepness imaging fusion Kurtosis imaging model is studied. The technique uses an eigenvalue of 4-order 3D Zhang Liang W to image. Based on the properties of a class of generalized complementary functions, the eigenvalue problem for solving diffusion steepness Zhang Liang W is reconstructed into a class of generalized nonsmooth equations, and a smooth Newtonian algorithm is designed to solve the equations. Under appropriate assumptions, the global convergence of the algorithm is proved. The numerical results show that the method is effective. In this paper, the complementarity problem is also used to solve the free boundary problem. On the basis of reconstructing a class of free boundary problems into a class of non-Lipschitz continuous nonlinear complementarity problems, a class of generalized smooth functions of plus function is introduced and its properties are analyzed. Then, the complementarity problem is reconstructed into a series of smooth equations by using the smooth function, and a class of smooth Newtonian algorithm with non-monotone linear search is designed to solve the system to obtain the solution of the original problem. Under very weak conditions, the global convergence and local quadratic convergence of the algorithm are proved. The numerical results show that the algorithm is effective. The application of complementarity problem is very extensive, but many problems in reality can be attributed to the second order cone complementarity (SOCCP) problem. Although there have been many studies on the theory and algorithm of the second order cone complementarity problem, the monotone complementarity problem is the main one. In this paper, we introduce a new class of nonmonotone mappings on the second order cones, called Cartesian PSP (魏) mappings, which is a generalization of monotone mappings, and discuss the existence of solutions and the boundedness of solutions for the second order cone complementarity problems involving such mappings. It is proved that the solution set of this kind of problem is nonempty bounded under the strictly feasible assumption.
【學位授予單位】:天津大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:O241.6;R310
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,本文編號:1924222
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