Algorithms for optimizing systems with multiple extremum functionals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The problem of minimizing (maximizing) multiple extremum functionals (infinite-dimensional optimization) is considered. This problem cannot be solved by conventional gradient methods. New gradient methods with adaptive relaxation of steps in the vicinity of local extrema are proposed. The efficiency of the proposed methods is demonstrated by the example of optimizing the shape of a hydraulic gun nozzle with respect to the objective functional, which is the average force of the hydraulic pulse jet momentum acting on an obstacle. Two local maxima are found, the second of which is global; in the second maximum, the average force of the jet momentum is three times higher than in the first maximum. The corresponding nozzle shape is optimal. Conventional gradient methods have not found any maximum; i.e., they were unable to solve the problem.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. K. Tolstykh

Donetsk State University

Author for correspondence.
Email: mail@tolstykh.com
Russian Federation, ul. Universitetskaya, 24, Donetsk, 283001

References

  1. Толстых В.К. Прямой экстремальный подход для оптимизации систем с распределенными параметрами. Донецк: Юго-Восток, 1997.
  2. Васильев Ф.П. Методы оптимизации. Т. ٢. М.: МЦНМО, 2011.
  3. Сеа Ж. Оптимизация. Теория и алгоритмы. М.: Мир, 1973.
  4. Гасников А.В. Современные численные методы оптимизации. Метод универсального градиентного спуска : учебное пособие. М.: МФТИ, 2018.
  5. Нестеров Ю.Е. Методы выпуклой оптимизации. М.: МЦНМО, 2010.
  6. Поляк Б.П. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983.
  7. Семко А.Н. Импульсные струи жидкости высокой скорости и их применение. Донецк: ДонНУ, 2014.
  8. Зубов В.И., Зуйкова З.Г. Об одном классе решений задачи оптимизации сопла гидропушки // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1994. Т. 34. № 10. С. 1541–1550.
  9. Зуйкова З.Г. Вариационная задача о втекании сжимаемой жидкости в сужающийся канал. Дис. ... канд. физ.-матем. наук. Донецк: ДонГУ, 1984.
  10. Дмитрук Ю.В., Толстых В.К. Условия оптимальности формы сопла гидропушки // Вестник ДонНУ. Серия Г: Технические науки. 2022. № 3. С. 54–63.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Piston hydraulic gun diagram

Download (50KB)
3. Fig. 2. Dependence of the functional-function J(Rb)

Download (47KB)
4. Fig. 3. Optimal nozzle at the first extremum

Download (51KB)
5. Fig. 4. Optimal nozzle at the second extremum

Download (94KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».