反问题中正则化方法的某些研究

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反问题是一类由效果表现反求原因原象的数学物理问题。此类问题不仅有着广泛而重要的应用背景,而且其理论还具有鲜明的新颖性与挑战性。迄今,它已发展成为计算数学、应用数学和系统科学等学科交叉的一个热门学科方向。求解数学物理反问题面临的两个本质性的实际困难是:①原始数据可能不属于所讨论问题精确解所对应的数据集合;②近似解的不稳定性,即:原始资料的小的观测误差会导致近似解与真解的严重偏离。因此,求解数学物理反问题常常是不适定的。非线性不适定问题相对线性不适定问题更为复杂,正则化方法是解决这一不适定问题的一类有效的方法。各种选取正则化参数的方法会带来不同的收敛速度,此方面的研究吸引了大量的学者的工作,现已有较多实用的结论。 基于[6]中的正则化同伦连续方法计算全局极小值的优点,本文在该文结果的基础上引入Morozov偏差原理计算迭代过程中的正则化参数,提出了带有后验参数的正则化同伦连续方法。同时在文中考虑了多实验数据下远场测量的反散射问题的计算,并在数值实验中分析和总结了不同扰动下每步迭代的正则化参数,说明了它的选取符合Tokhonov正则化理论。后验选取正则化参数的方法可以克服按经验选取参数的缺点。本文的数值例子表明了此方法在解决带有扰动的多试验数据的反问题时的实用性。
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