An estimate of errors in using a certain gradient-free method of searching for the extremum of the goal function in the problems of dynamics of elementary processes




Using the gradient-free deformed polyhedron method to search for the extremum of the goal function in the problems of dynamics of elementary processes enables one to determine quickly the energy state of the products of the elementary process. However, as in most of the search methods, calculations employing gradient-free methods can be accompanied by errors due to a complicated shape of the goal function surface. These errors are connected with local extrema on the goal function hypersurface. The results of applying the deformed polyhedron method to the problem of determining the conditions for the deepest stabilization of the ion recombination products see [1] and [2]) have been analyzed. This analysis shows that in 5–7% of the calculated molecule states, one can detect an effect of local minima that somewhat distort the final results. In the paper, a method is proposed for finding and eliminating false minima of the goal function in determining the optimal conditions of direct three-body recombination. This method allows one to obtain the most accurate results and to avoid the emergence of local minima. For the third body R = Xe, Kr, and Hg, the precise values of the initial kinematic parameters for a collision of the three particles have been computed that yield the formation of the CsBr molecule with the minimal internal energy. The results obtained are analyzed in order to determine the dependence of the stabilization depth of the CsBr molecule on the initial reagent energies as the ion encounter energy and the collision energy of the ionic pair and the third body range between 1 and 10 eV. This analysis has confirmed a high accuracy of the collections of the kinematic parameters calculated that correspond to a deep stabilization of the recombination products.


Volume 13, issue 1, 2012 year


Оценка ошибок применения безградиентного метода к некоторым задачам динамики элементарных процессов

Использование безградиентного метода деформированного многогранника для поиска экстремума целевой функции в задачах динамики элементарных процессов позволяет быстро определить энергетическое состояние продуктов элементарного процесса. Однако, как и в большинстве поисковых методов, расчеты безградиентными методами могут сопровождаться погрешностями, связанными со сложной формой поверхности целевой функции. Эти погрешности связаны с возникновением локальных экстремумов на гиперповерхности целевой функции. Анализ результатов применения метода деформируемого многогранника к задаче определения условий наиболее глубокой стабилизации продуктов рекомбинации ионов, представленных в [1] и [2], показал, что в 5–7% рассчитанных состояний молекул обнаруживается влияние локальных минимумов, несколько искажающих конечные результаты. В работе предложен метод нахождения и устранения ложных минимумов целевой функции при определении оптимальных условий прямой трехтельной рекомбинации. Метод позволяет получить наиболее точные результаты и избежать возникновения локальных минимумов. Для третьего тела R = Xe, Kr и Hg были получены точные значения начальных кинематических параметров столкновения трех частиц, приводящих к образованию молекулы CsBr с минимальной внутренней энергией. Полученные результаты анализируются с целью определения зависимости глубины стабилизации молекулы CsBr от начальных энергий реагентов в области энергий столкновения ионов и пары ионов с третьим телом от 1 до 10 эВ. Этот анализ подтвердил высокую точность получаемых наборов кинематических параметров, отвечающих глубокой стабилизации продуктов рекомбинации.


Volume 13, issue 1, 2012 year