Published January 1, 2014 | Version v1
Publication Open

Optimization Solution of Troesch's and Bratu's Problems of Ordinary Type Using Novel Continuous Genetic Algorithm

  • 1. University of Jordan
  • 2. Al-Balqa Applied University
  • 3. King Abdulaziz University

Description

A new kind of optimization technique, namely, continuous genetic algorithm, is presented in this paper for numerically approximating the solutions of Troesch's and Bratu's problems. The underlying idea of the method is to convert the two differential problems into discrete versions by replacing each of the second derivatives by an appropriate difference quotient approximation. The new method has the following characteristics. First, it should not resort to more advanced mathematical tools; that is, the algorithm should be simple to understand and implement and should be thus easily accepted in the mathematical and physical application fields. Second, the algorithm is of global nature in terms of the solutions obtained as well as its ability to solve other mathematical and physical problems. Third, the proposed methodology has an implicit parallel nature which points to its implementation on parallel machines. The algorithm is tested on different versions of Troesch's and Bratu's problems. Experimental results show that the proposed algorithm is effective, straightforward, and simple.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تقديم نوع جديد من تقنية التحسين، وهي الخوارزمية الوراثية المستمرة، في هذه الورقة لتقريب حلول مشاكل ترويش وبراتو عدديًا. تتمثل الفكرة الأساسية للطريقة في تحويل المسألتين التفاضليتين إلى نسختين منفصلتين عن طريق استبدال كل من المشتقات الثانية بتقريب حاصل الفرق المناسب. تتميز الطريقة الجديدة بالخصائص التالية. أولاً، يجب ألا تلجأ إلى أدوات رياضية أكثر تقدمًا ؛ أي يجب أن تكون الخوارزمية بسيطة الفهم والتنفيذ وبالتالي يجب قبولها بسهولة في مجالات التطبيق الرياضية والفيزيائية. ثانيًا، الخوارزمية ذات طبيعة عالمية من حيث الحلول التي تم الحصول عليها وكذلك قدرتها على حل المشكلات الرياضية والجسدية الأخرى. ثالثًا، للمنهجية المقترحة طبيعة موازية ضمنية تشير إلى تنفيذها على الآلات المتوازية. يتم اختبار الخوارزمية على إصدارات مختلفة من مشاكل ترويش وبراتو. تُظهر النتائج التجريبية أن الخوارزمية المقترحة فعالة ومباشرة وبسيطة.

Translated Description (French)

Un nouveau type de technique d'optimisation, à savoir l'algorithme génétique continu, est présenté dans cet article pour approximer numériquement les solutions des problèmes de Troesch et de Bratu. L'idée sous-jacente de la méthode est de convertir les deux problèmes différentiels en versions discrètes en remplaçant chacune des dérivées secondaires par une approximation appropriée du quotient de différence. La nouvelle méthode présente les caractéristiques suivantes. Premièrement, il ne devrait pas recourir à des outils mathématiques plus avancés ; c'est-à-dire que l'algorithme devrait être simple à comprendre et à mettre en œuvre et devrait donc être facilement accepté dans les domaines des applications mathématiques et physiques. Deuxièmement, l'algorithme est de nature globale en termes de solutions obtenues ainsi que sa capacité à résoudre d'autres problèmes mathématiques et physiques. Troisièmement, la méthodologie proposée a une nature parallèle implicite qui indique sa mise en œuvre sur des machines parallèles. L'algorithme est testé sur différentes versions des problèmes de Troesch et de Bratu. Les résultats expérimentaux montrent que l'algorithme proposé est efficace, simple et direct.

Translated Description (Spanish)

En este artículo se presenta un nuevo tipo de técnica de optimización, a saber, el algoritmo genético continuo, para aproximar numéricamente las soluciones de los problemas de Troesch y Bratu. La idea subyacente del método es convertir los dos problemas diferenciales en versiones discretas reemplazando cada una de las segundas derivadas por una aproximación de cociente de diferencia apropiada. El nuevo método tiene las siguientes características. En primer lugar, no debe recurrir a herramientas matemáticas más avanzadas; es decir, el algoritmo debe ser simple de entender e implementar y, por lo tanto, debe ser fácilmente aceptado en los campos de aplicación matemática y física. En segundo lugar, el algoritmo es de carácter global en cuanto a las soluciones obtenidas así como su capacidad para resolver otros problemas matemáticos y físicos. En tercer lugar, la metodología propuesta tiene una naturaleza paralela implícita que apunta a su implementación en máquinas paralelas. El algoritmo se prueba en diferentes versiones de los problemas de Troesch y Bratu. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo propuesto es efectivo, directo y simple.

Files

401696.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9cd3e3fc91ae7eab49916a05ce016072
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الحل الأمثل لمشاكل ترويش وبراتو من النوع العادي باستخدام الخوارزمية الجينية المستمرة الجديدة
Translated title (French)
Solution d'optimisation des problèmes de type ordinaire de Troesch et Bratu à l'aide d'un nouvel algorithme génétique continu
Translated title (Spanish)
Solución de optimización de los problemas de tipo ordinario de Troesch y Bratu utilizando un nuevo algoritmo genético continuo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1969826591
DOI
10.1155/2014/401696

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Jordan

References

  • https://openalex.org/W1568666422
  • https://openalex.org/W168745873
  • https://openalex.org/W1963651334
  • https://openalex.org/W1964795036
  • https://openalex.org/W1968555722
  • https://openalex.org/W1975015276
  • https://openalex.org/W1981245876
  • https://openalex.org/W1998044687
  • https://openalex.org/W1999986602
  • https://openalex.org/W2000902223
  • https://openalex.org/W2001368528
  • https://openalex.org/W2005431468
  • https://openalex.org/W2006516986
  • https://openalex.org/W2011361263
  • https://openalex.org/W2015712988
  • https://openalex.org/W2016043064
  • https://openalex.org/W2023443546
  • https://openalex.org/W2031106978
  • https://openalex.org/W2032420154
  • https://openalex.org/W2037775085
  • https://openalex.org/W2048894478
  • https://openalex.org/W2070502577
  • https://openalex.org/W2096945473
  • https://openalex.org/W2097997190
  • https://openalex.org/W2103424088
  • https://openalex.org/W2104679839
  • https://openalex.org/W2112900950
  • https://openalex.org/W2117645010
  • https://openalex.org/W2131671584
  • https://openalex.org/W2143584923
  • https://openalex.org/W2145253438
  • https://openalex.org/W2150360866
  • https://openalex.org/W2154853972
  • https://openalex.org/W2166493386
  • https://openalex.org/W2274728459
  • https://openalex.org/W2476647692