Birinci mertebeden lineer olmayan adi diferansiyel denklem sistemleri için Monte Carlo temelli stokastik yaklaşım

Gerçek hayat problemlerini çözmek için stokastik yöntemlerin etkinliğinin keşfinden sonra bu yöntemler, deterministik ve stokastik olmak üzere iki tipteki geniş çaplı problemlere uygulanır oldular. Gerçekçi sonuçlar için tercih edilebilirliğinden dolayı bu yöntemleri stokastik problemlere uygulamak genel kanı olmuştur. Fakat bu yöntemler deterministik modellerle çalışmak için de kullanılabilir. Bu çalışma stokastik yöntemlerin deterministik modellere nasıl uygulanabileceğini göstermeyi amaçlamaktadır. Bu yüzden Monte Carlo simülasyonu temelli bir algoritma, lineer olmayan diferansiyel denklem sistemlerini çözmek için sunulmuştur. Bahsi geçen modellerin davranışlarını tartışmak için popülasyon denklemleri ele alınmıştır. Bu yaklaşımın sayısal tekniklerden daha doğru sonuçlar ürettiği görülmüştür. Bu çalışmada sonuçlar hakkında detaylı bir tartışma yapılmıştır.

Monte Carlo based stochastic approach for the first order nonlinear ODE systems

After the discovery of the effectiveness of the stochastic methods for solving real life problems, these methods have been applied to a wide range of problems in two types; deterministic problems and stochastic problems. The general opinion takes part in applying these methods to stochastic problems since it is preferable for realistic results. Moreover, those methods can also be used in dealing with deterministic models. This study aims to show how stochastic approaches can be applied to deterministic models. Thus, an algorithm based on the Monte Carlo simulation has been presented for solving some systems of nonlinear differential equations. To discuss the behavior of such models, the population equations have been taken into consideration. The considered approach has been seen to produce more accurate results than numerical techniques. A detailed discussion about the results has also been given in this work.

___

  • Sadiku MNO. Monte Carlo Methods for Electromagnetics. 1st ed. Taylor and Francis Group, 2009.
  • Göncü A. Monte Carlo and Quasi-Monte Carlo Methods in Financial Derivative Pricing. PhD Thesis, Florida State University, Florida, USA, 2009.
  • Sobol IM. A Primer for the Monte Carlo Method. 1st ed. Boca Raton, CRC Press, 1994.
  • Taylor HM, Karlin S. An Introduction to Stochastic Modeling. 3rd ed. London, UK, Wiley, 1998.
  • Resnick S. Adventures in Stochastic Processes. 4th ed. New York, USA, Birkhauser Basel, 1992.
  • Kroese DP, Taimre T, Botev ZI. Handbook of Monte Carlo Methods. 1st ed. New Jersey, USA, Wiley, 2011.
  • Paul S, Mondal SP, Bhattacharya P. “Numerical solution of lotka volterra prey predator model by using runge–kutta–fehlberg method and laplace adomian decomposition method”. Alexandria Engineering Journal, 55, 613-617, 2015.
  • Akhtar MN, Durad MH, Ahmed A. “Solving ınitial value ordinary differential equations by Monte Carlo method”. Proceedings of IAM, 4(2), 149-174, 2015.
  • Zhong W, Tian Z. “Solving initial value problem of ordinary differential equations by Monte Carlo method”. 2011 International Conference on Multimedia Technology (ICMT), Hangzhou, China, 26-28 July 2011.
  • Fishman G. Monte Carlo: Concepts, Algorithms and Applications. 1st ed. Stanford, USA, Springer, 1999.
  • Rubinstein RY, Kroese DP. Simulation and The Monte Carlo Method. 3rd ed. New Jersey, USA, Wiley, 2017.
  • Ross SM. A First Course in Probability. 8th ed. New Jersey, USA, Pearson, 2010.
  • Uslu H. Behavior of First Order Differential Equations Through a Monte Carlo Based Algorithm. MSc Thesis, Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey, 2018.
  • Sari M, Uslu H. “Monte Carlo Based Stochastic Approach for Some Nonlinear ODE Systems”. 9th International Conference on Numerical Methods and Applications (NM&A'18), Borovets, Bulgaria, 20-24 August 2018.
  • Chapra CS. Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineers and Scientists. 4th ed. New York, USA, McGraw Hill, 2017.
  • Murray JD. Mathematical Biology. 2nd ed. Seattle, USA, Springer, 2002.
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-7009
  • Başlangıç: 1995
  • Yayıncı: PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Endüstriyel çay atıklarından üretilen biyokömürün yakıt pillerinde uygulanması-yenilikçi bir yaklaşım

Gökçen AKGÜL, Zehra TURAN

AA7075 alaşımının işlenebilirliğine suni yaşlandırmanın etkisinin analizi ve kesme parametrelerinin optimizasyonu

Mahir AKGÜN, Hakan YURTKURAN, Hasan Basri ULAS

Helikopter pali aşınma kalkanındaki katı partikül erozyon davranışının incelenmesi

Hasan GEDİKLİ, İsmail ÖZEN

Birleşik depo yeri seçimi ve dağıtım ağı tasarımı problemi: Aşamalı modeller ve bir uygulama

İbrahim KÜÇÜKKOÇ, Mustafa ACAR

GI/M/3/K kuyruk sisteminin Yarı-Markov süreciyle analizi

Hanifi Okan İŞGÜDER

Florin içerikli koruyucu gaz parametrelerinin ergiyik magnezyum alaşımlarının yüzey filmi üzerine etkilerinin incelenmesi

Ali Serdar VANLI, Anıl AKDOĞAN, Meltem ERYILDIZ

Malzeme güvenilirlik analizinde Weibull alt yüzdeliklerinin alt güven sınırının küçük örneklemlerle tahmini

Meryem YALÇINKAYA, Burak BİRGÖREN

Gazaltı metal ark kaynak (GMAK) yöntemiyle birleştirilen AA5754 ve AA6013 alüminyum alaşımlarının mikro yapı ve mekanik özellikleri

Emine MERCAN, Yusuf AYAN, Nizamettin KAHRAMAN

İki amaçlı esnek atölye tipi çizelgeleme probleminin tasarımı ve analizi: İnşaat ekipmanları imalatı sektöründe bir vaka çalışması

Hamdi Giray REŞAT

Mazeret/Telafi sınavı çizelgeleme problemi için bir hedef programlama modeli

Tuğba SARAÇ, Feriştah ÖZÇELİK, Hatice ERDOĞAN