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一种求解三角曲面上程方程的快速迭代方法。 (英语) Zbl 1298.65164号

摘要:本文提出了一种求解三角网格上Eikonal方程的高效、细粒度并行算法。Eikonal方程及其所属的更广泛的Hamilton-Jacobi方程有着广泛的应用,从几何光学和地震学到几何和图像的生物建模和分析。准确有效地求解此类方程的能力为探索和可视化参数空间以及解决在正向模型中依赖此类方程的反问题提供了新的能力。最先进的并行体系结构上的高效求解器需要新的算法,这些算法在许多情况下不是最优的,但更适合解决方案的同步更新。在之前的工作[W.K.Jeong和R.T.Whitaker,SIAM J.Sci.Compute.,30(2008),pp.2512-2534]中,作者提出了快速迭代法(FIM),以在规则网格上有效求解Eikonal方程。在本文中,我们扩展了快速迭代方法,以在CPU和并行体系结构(包括图形处理器)上的三角域上高效地求解Eikonal方程。我们提出了一种新的本地更新方案,为两种体系结构提供了一阶精度的解决方案。我们还提出了一种新的基于三角图的更新方案及其相应的数据结构,以有效地将不规则数据映射到并行单指令多数据(SIMD)处理器。我们详细描述了单CPU、带共享内存的多核CPU和SIMD体系结构上的实现,并与最先进的Eikonal解算器进行了比较。

MSC公司:

65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
65层10 线性系统的迭代数值方法
2005年5月 并行数值计算
65日元10 特定类别建筑的数值算法

软件:

CUDA公司
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