1

我的工作涉及计算大变量值的高阶贝塞尔函数。在 MATLAB 中,这已毫无问题地完成。但是,为了扩大问题的规模,我已经调整为使用 MPI 编写 C++ 代码。当然,生成贝塞尔函数的步骤是通过调用一些库来完成的。为了把问题具体化,让我考虑一下这个非常具体的错误。

在 matlab 中,假设我希望计算 $J_46341(86840.0)$,并且

matlab给我:besselj(46341,86840)=0.001309896212292

但是,调用一个简单的测试示例

gsl_sf_bessel_Jn_e 返回“错误:NaN”

我已经检查了订单 46340,matlab 和 gsl 在可接受的精度范围内返回相同的答案 0.00292895。GSL 中的进一步步骤会导致 NaN 错误,而 matlab 仍然保留了良好的准确数字答案。

我确实尝试使用递归关系来生成更高阶的值,从一个不那么小的阶,比如从 2​​0000 及以上的阶开始,但是,这只会延迟 NaN 错误而不能完全解决问题。

将注意力转移到其他可用的软件库上,我尝试了 NAG,但令我非常失望的是,

nag_bessel_j_alpha (s18ekc) 具有 abs(nl)<=101 的约束

,换句话说,它只能计算到 101 的顺序,这显然不符合我的学习兴趣。

所以,我的问题很简单:

是否有更可靠的库方法来获得大 x 的高阶贝塞尔函数值?

渐近地,贝塞尔函数接近 0,如果尾部接近下溢限制,我肯定可以将这些值设置为零。然而,NaN 问题似乎发生在强烈振荡曲线和渐近衰减尾部之间。

4

1 回答 1

1

问题解决了。感谢您的社区工作,您的知识和贡献真的让我感到惊讶!!!

请看这里, 如何从 C++ 调用 fortran 例程?

https://mathoverflow.net/questions/225121/computation-of-high-order-bessel-function-at-large-variable-value

MATLAB、R、Python 和 JuliaLang/openspecfun 都建立在 Donald E. Amos 博士(桑迪亚国家实验室)的原始 fortran 源代码之上,引用的论文:

D. E. Amos, "A subroutine package for Bessel functions of a complex
argument and nonnegative order", Sandia National Laboratory Report,
SAND85-1018, May, 1985.
D. E. Amos, "A portable package for Bessel functions of a complex
argument and nonnegative order", Trans. Math. Software, 1986.

现在称为 ACM 收集的 Amos 算法 644。

http://dl.acm.org/citation.cfm?id=212078
http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1268783
http://dl.acm.org/citation.cfm?id=98299

但是,netlib 上托管的源代码并非没有错误,而且可能不是最新的,

http://netlib.sandia.gov/master/index.html
http://netlib.sandia.gov/amos/

虽然 openspecfun 采用的版本很可靠,

https://github.com/JuliaLang/openspecfun
于 2015-12-04T21:04:06.410 回答