과학연구

일반화된 아이코날방정식에 대한 조종론적고속전진법

 2020.10.25.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《새 세기 산업혁명은 본질에 있어서 과학기술혁명이며 첨단돌파에 경제강국건설의 지름길이 있습니다.》

우리 연구집단은 최근시기 최량조종론, 지구과학, 계산음향학, 내부중력파를 비롯한 많은 분야에서 활발히 응용되고있는 일반화된 비등방성아이코날방정식의 효과적인 수치풀이법을 연구하였다.

비동차이동매질에서 단조적으로 전파되는 파면의 첫 도착시간은 비등방성아이코날방정식(일반화된 아이코날방정식)에 의해 서술된다.

이러한 비등방성아이코날방정식에 대하여 특성선고속전진법과 연산자분해에 기초한 고속쓸기법이 개발되였다.

특성선고속전진법은 이 비등방성아이코날방정식에 대한 한가지 빠르고 정밀한 풀이법이지만 이 방법은 일부 리산화파라메터에 대하여 실패하게 되며 더우기 외부흐름마당의 속도의 크기가 파면의 전개속도에 비교할만큼 큰 경우에 특성선고속전진법이 성공하는 리산화파라메터를 선택하기 곤난하다.

김일성종합대학 수학부에서는 이동매질에서 일반화된 비등방성아이코날방정식의 수치풀이법을 조종론적인 측면 즉 이동매질에서의 최소시간최량궤도문제에 대응하는 해밀턴-야꼬비-벨만방정식의 수치풀이법의 견지에서 연구하고있다. 우리는 일반화된 아이코날방정식에 대응하는 최소시간최량궤도문제에서 이웃한 그물점들의 그라디엔트값을 리용하여 주어진 점에서의 값함수값을 직접 근사시키는 한가지 도식을 제안하고 그에 기초하여 이동매질에서 일반화된 비등방성아이코날방정식의 수치풀이를 계산량측면에서 효과적으로 얻어내는 한가지 방법(조종론적고속전진법)을 제안하였다.

우리의 기본주목은 일반화된 아이코날방정식에 대응하는 최소시간최량궤도문제에서 매 점에서의 최량조종의 방향이 그 점에서의 값함수의 그라디엔트방향과 일치한다는 사실을 리용하여 이웃한 그물점들의 그라디엔트값을 리용하여 주어진 점에서의 값함수값을 직접 근사시킬수 있다는것이다.

이것이 우리가 최량궤도문제의 수치풀이법을 리용하여 일반화된 비등방성아이코날방정식의 효과적인 풀이법을 제안하게 된 기본동기로 된다.

우리는 조종론적고속전진법으로 얻은 수치풀이를 경로추적법으로 얻은 풀이와 비교하여 우리 방법이 마흐수가 거의 1에 달할 때에도 일반화된 아이코날방정식의 점성풀이를 정확히 얻는다는것을 보여주었다.

우리의 기본수법은 일부 다른 형태의 해밀턴-야꼬비방정식의 수치풀이를 얻는데도 확장될수 있다.

우리는 현실에서 많이 리용되고있는 대표적인 5개의 해밀턴-야꼬비-벨만방정식실례들에 적용하여 좋은 결과들을 얻었다.

우리는 앞으로 조종론적고속전진법의 수렴성과 일반적인 해밀턴-야꼬비방정식의 수치풀이법에로의 확장에 대한 연구를 진행하려고 한다.