محاسبه حد بالای سرعت انجام محاسبات و نرخ رشد پیچیدگی با استفاده از روش ریاضی نظریه اختلال

الموضوعات :

حسین باقری ¹ , محمدرضا تنهایی ²

1 - گروه فیزیک واحد تهران مرکزی دانشگاه آزاد اسلامی تهران ایران
2 - گروه فیزیک، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی تهران ایران

تاريخ الإرسال : 26 الأربعاء , رجب, 1442 تاريخ التأكيد : 03 السبت , شوال, 1442 تاريخ الإصدار : 16 الجمعة , صفر, 1445

الکلمات المفتاحية: Disruption theory, synchronized oscillator, the complexity of performing calculations,

ملخص المقالة :

سرعت انجام محاسبه و میزان توانایی در انجام محاسبات برای یک سیستم محاسباتی دو سوال بنیادی در علوم رایانه می باشند همچنین مفهوم پیچیدگی انجام محاسبه به زبان ماشین و سنجه ای که برای پیچیدگی ارایه می شود، کمیت های مهمی هستند. در این مقاله، با استفاده از روش های ریاضی و به صورت مشخص با بهره جستن از نظریه اختلال، نرخ رشد پیچیدگی انجام محاسبات را برای یک نوسانگر ناهماهنگ محاسبه می کنیم. علت انتخاب نوسانگر به این دلیل است که اکثر سیستم های فیزیکی را می توان با نوسانگر شبیه سازی کرد. همچنین حداکثر تحول دینامیکی حالت های کوانتومی را که میزان محاسبه را تغییر می دهد، محاسبه می کنیم و به عنوان دستاورد مهم این کار نشان می دهیم که برای اختلال مرتبه زوج، میزان پیچیدگی افزایش می یابد، در حالی که برای اختلال مرتبه فرد نرخ، رفتار کاهشی خواهیم داشت. این روش می تواند الگوی نظری برای حد بالای انجام محاسبات در نظر گرفته شود.

المصادر:

[1] S. J. Liao, The proposed homotopy analysis technique for the solution of nonlinear problems. Ph.D. Thesis, Shanghai Jiao Tong University (1992)

[2] J. X. Li, Y. Yan, W. Q. Wang, Time-delay feedback control of a cantilever beam with concentrated mass based on the homotopy analysis method, Applied Mathematical Modelling 108:629-645(2022)

[3] P. Khaneh Masjedi,P. M. Weaver, Analytical solution for arbitrary large deflection of geometrically exact beams using the homotopy analysis method, Applied Mathematical Modelling 103: 516-542(2022)

[4] E. Botton, J.B. Greenberg, A. Arad, D. Katoshevski, V. Vaikuntanathan, M. Ibach, B. Weigand, An investigation of grouping of two falling dissimilar droplets using the homotopy analysis method, Applied Mathematical Modelling 104:486-498(2022)

[5] S. Abbasbandy, T. Hayat, On series solution for unsteady boundary layer equations in a special third grade fluid. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 16:3140-3146(2011)

[6] S. Abbasbandy, E. Shivanian, Predictor homotopy analysis method and its application to some nonlinear problems. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 16:2456-2468(2011)

[7] R. A. Van Gorder, K. Vajravelu, On the selection of auxiliary functions, operators, and convergence control parameters in the application of the Homotopy Analysis Method to nonlinear differential equations: A general approach. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation 14:4078-4089(2009)

[8] Chuang Yu, Hui Wang, Dongfang Fang, Jianjun Ma, Xiaoqing Cai, Xiaoniu Yu, Semi-analytical solution to one-dimensional advective-dispersive-reactive transport equation using homotopy analysis method. Journal of Hydrology 565:422–428(2018)

[9] M.R. Shirkhani, H.A. Hoshyar, I. Rahimipetroudi, H.Akhavan, D.D.Ganji,  Unsteady time-dependent incompressible Newtonian fluid flow between two parallel plates by homotopy analysis method (HAM), homotopy perturbation method (HPM) and collocation method (CM). Propulsion and Power Research 7:247-256(2018)

[10] S. Hussain, A. Shah, S. Ayub, A. Ullah, An approximate analytical solution of the Allen-Cahn equation using homotopy perturbation method and homotopy analysis method. Heliyon 5(12):1-9(2019)

[11] P.A. Naik, J. Zu and M. Ghoreishi, Estimating the approximate analytical solution of HIV viral dynamic model by using homotopy analysis method. Chaos, Solitons and Fractals, 131:1-21(2020)

[12] G. Zhang, Z. Wu, Homotopy analysis method for approximations of Duffing oscillator with dual frequency excitations. Chaos, Solitons and Fractals 127:342–353(2019)

[13] Y. Zhang, Y. Li, Nonlinear dynamic analysis of a double curvature honeycomb sandwich shell with simply supported boundaries by the homotopy analysis method. Composite Structures 221:1-12(2019)

[14] A. Jafarimoghaddam, On the Homotopy Analysis Method (HAM) and Homotopy Perturbation Method (HPM) for a nonlinearly stretching sheet flow of Eyring-Powell Fluids. Engineering Science and Technology, an International Journal 22:439-451(2019)

[15] Z. Odibat, On the optimal selection of the linear operator and the initial approximation in the application of the homotopy analysis method to nonlinear fractional differential equations. Applied Numerical Mathematics 137:203–212(2019)

 

[16] J. Rana, S. Liao, On time independent Schrödinger equations in quantum mechanics by the homotopy analysis method. Theoretical & Applied Mechanics Letters 9:376-381(2019)

[17] S.J. Liao, Beyond Perturbation: Introduction to the Homotopy Analysis Method, Chapman & Hall/CRC Press, Boca Raton (2003)