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耗散和波传播问题的基于对角化的准实算法。 (英语) Zbl 1475.65098号

本文提出了一种新的求解形式为(partial_tu+f(t,u)=0)初值问题的仿实算法,其中(f:(0,t)times\mathbb{R}^m\to\mathbb}R}^m),(m\ge1)。该算法允许使用一个粗传播算子,在与精细传播算子相同的网格上离散潜在问题。粗传播子是用头尾耦合条件近似的,这样就可以利用时间对角化对其进行并行化。结果表明,在首尾条件下,通过参数的最优选择,新的仿实算法在一定条件下对线性和非线性问题都能快速收敛。包括用线性和非线性分数阶拉普拉斯方程和非线性波动方程求解偏微分方程的数值实验。

理学硕士:

65平方米 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的线方法
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
2005年5月 并行数值计算
第26页第33页 分数导数和积分
35兰特 分数阶偏微分方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] D.Bini、G.Latouche和B.Meini,《结构化马尔可夫链的数值方法》,牛津大学出版社,纽约,2005年·邮编1076.60002
[2] V.A.Dobrev、T.Kolev、N.A.Petersson和J.B.Schroder,多重网格时间缩减的两级收敛理论(MGRIT),SIAM J.Sci。计算。,39(2017),第S501-S527页,https://doi.org/10.1137/16M1074096。 ·Zbl 1416.65329号
[3] F.Chen、J.S.Hesthaven和X.Zhu,《关于使用约化基方法加速和稳定准实方法》,载于《建模和计算约化的约化阶方法》,A.Quarteroni和G.Rozza编辑,MS&A Model。模拟。申请。9,柏林施普林格出版社,2014年,第187-214页·Zbl 1315.65079号
[4] X.H.Du、M.Sarkis、C.F.Scharer和D.B.Szyld,抛物线最优控制问题的非精确和截断准实时Krylov子空间方法,Electron。事务处理。数字。分析。,40(2013年),第36-57页·Zbl 1288.65093号
[5] X.Dai和Y.Maday,一阶和二阶双曲系统的稳定准实时方法,SIAM J.Sci。计算。,35(2013),第A52-A78页,https://doi.org/10.1137/10861002。 ·Zbl 1264.65136号
[6] A.Eghbal、A.G.Gerber和E.Aubanel,使用准实算法加速非定常水动力模拟,J.Compute。科学。,19(2017),第57-76页。
[7] M.Emmett和M.L.Minion,关于偏微分方程的高效时间并行方法,Comm.App。数学。计算。科学。,7(2012),第105-132页·Zbl 1248.65106号
[8] C.Farhat、J.Cortial、C.Dastilung和H.Bavestrello,线性结构动力响应近实时预测的时间并行隐式积分器,国际。J.数字。方法工程,67(2006),第697-724页·Zbl 1113.74023号
[9] R.D.Falgout、S.Friedhoff、T.V.Kolev、S.P.MacLachlan和J.B.Schroder,《多电网并行时间集成》,SIAM J.Sci。计算。,36(2014),第C635-C661页,https://doi.org/10.1137/10944230。 ·Zbl 1310.65115号
[10] M.J.Gander、I.G.Graham和E.A.Spence,将GMRES应用于带移位拉普拉斯预处理的亥姆霍兹方程:保证波数无关收敛的最大偏移是多少?,数字。数学。,131(2015),第567-614页·Zbl 1328.65238号
[11] M.J.Gander、F.Kwok和H.Zhang,《导致重叠变量的准实算法的多重网格解释》和《MGRIT,计算》。视觉科学。,19(2018),第59-74页·Zbl 07704537号
[12] M.J.Gander、L.Halpern、J.Rannou和J.Ryan,波动方程对角化直接时间并行求解器,SIAM J.Sci。计算。,41(2019),第A220-A245页,https://doi.org/10.1137/17M11148347。 ·Zbl 1407.65175号
[13] M.J.Gander和L.Halpern,基于对角化的非线性问题的时间并行化,收录于《科学与工程二十三》,Lect。注释计算。科学。Eng.116,施普林格,商会,2017年,第163-170页·Zbl 1367.65118号
[14] M.J.Gander和S.Gu¨ttel,一种非线性ParaExp算法,收录于《科学与工程领域分解方法》第二十四卷,Lect。注释计算。科学。工程125,Springer,Cham,2018,第261-270页·Zbl 1443.65094号
[15] M.J.Gander和S.Guöttel,ParaExp:线性初值问题的并行积分器,SIAM J.Sci。计算。,35(2013),第C123-C142页,https://doi.org/10.1137/10856137。 ·兹比尔1266.65123
[16] M.J.Gander、Y.-L.Jiang、B.Song和H.Zhang,时间周期问题的两种仿实算法分析,SIAM J.Sci。计算。,35(2013年),第A2393-A2415页,https://doi.org/10.1137/130909172。 ·Zbl 1283.65077号
[17] M.J.Gander和M.Petcu,二阶常微分方程修正仿实算法的分析,AIP Conf.Proc。,936(2007),第233-236页·Zbl 1152.65336号
[18] M.J.Gander和M.Petcu,《线性问题的Krylov子空间增强准实算法分析》,Paris-Sud建模和科学计算工作组2007-2008,ESAIM Proc。,25,EDP科学。,Les Ulis,2008年,第114-129页·Zbl 1156.65322号
[19] M.J.Gander和S.Vandewalle,准实时并行时间积分方法分析,SIAM J.Sci。计算。,29(2007),第556-578页,https://doi.org/10.1137/05064607X。 ·Zbl 1141.65064号
[20] M.J.Gander,《50年时间并行时间集成》,载于《多重拍摄和时域分解》,T.Carraro、M.Geiger、S.Koörkel、R.Rannacher编辑,Springer Verlag,Cham,2015年,第69-114页·Zbl 1337.65127号
[21] M.J.Gander和S.-L.Wu,通过对角化技术对初值问题的类周期波形松弛方法的收敛性分析,Numer。数学。,143(2019),第489-527页·兹比尔1472.65083
[22] T.Haut和B.Wingate,高振荡PDE的渐近并行时间方法,SIAM J.Sci。计算。,36(2014),第A693-A713页,https://doi.org/10.1137/130914577。 ·Zbl 1321.65131号
[23] E.Hairer和G.Wanner,《求解常微分方程II:刚性和微分代数问题》,第二版,Springer-Verlag,柏林,纽约,1996年·兹比尔0859.65067
[24] M.A.Inda和R.H.Bisseling,使用BSP模型的一种简单高效的并行FFT算法,并行计算。,27(2001),第1847-1878页·Zbl 0983.68248号
[25] F.Legoll、T.Lelièvre和G.Samaey,《微观仿实算法:奇异摄动常微分方程的应用》,SIAM J.Sci。计算。,35(2013),第A1951-A1986页,https://doi.org/10.1137/120872681。 ·Zbl 1362.65071号
[26] J.-L.Lions、Y.Maday和G.Turinici,PDE的“准真实”时间离散化,C.R.Acad。科学。巴黎Sér。我数学。,332(2001),第661-668页·Zbl 0984.65085号
[27] A.Krienbuehl、A.Naegel、D.Ruprecht、R.Speck、G.Wittum和R.Krause,《使用准真实进行皮肤运输的数值模拟》,计算。视觉科学。,17(2015),第99-108页·Zbl 1360.65337号
[28] T.P.Mathew、M.Sarkis和C.E.Scharer,抛物线最优控制问题的块准实预条件分析,SIAM J.Sci。计算。,32(2010),第1180-1200页,https://doi.org/10.1137/080717481。 ·Zbl 1216.49027号
[29] Y.Maday和E.M.Rönquist,通过张量积时空解算器进行时间并行,C.R.Math。阿卡德。科学。巴黎,346(2008),第113-118页·Zbl 1133.65066号
[30] E.McDonald、J.Pestana和A.Wathen,进化偏微分方程的全能系统的预处理和迭代解,SIAM J.Sci。计算。,40(2018),第A1012-A1033页,https://doi.org/10.1137/16M1062016。 ·Zbl 1392.65036号
[31] A.S.Nielsen、G.Brunner和J.S.Hesthaven,《通信感知自适应准实及其在非线性双曲型偏微分方程组中的应用》,J.Compute。物理。,371(2018),第483-505页·兹比尔1415.65220
[32] M.Neumu¨ller和I.Smears,抛物发展方程的时间并行迭代解算器,SIAM J.Sci。计算。,41(2019年),第C28-C51页,https://doi.org/10.1137/18M1172466。 ·Zbl 1450.65106号
[33] J.M.Reynolds-Barredo、D.E.Newman、R.Sanchez、D.Samaddar、L.A.Berry和W.R.Elwasif,《时间并行准实湍流等离子体模拟收敛机制》,J.Compute。物理。,231(2012),第7851-7867页。
[34] J.M.Reynolds-Barredo、D.E.Newman和R.Sanchez,通过准实算法时间并行的湍流模拟收敛性分析模型,J.Compute。物理。,255(2013),第293-315页·Zbl 1349.76926号
[35] D.Ruprecht和R.Krause,线性声场系统的显式并行时间积分,计算。《流体》,59(2012),第72-83页·Zbl 1365.76241号
[36] D.Ruprecht,准实波传播特性,计算。视觉科学。,19(2018),第1-17页·Zbl 1398.65374号
[37] J.Steiner、D.Ruprecht、R.Speck和R.Krause,基于雷诺数的Navier-Stokes方程的准实收敛,《数值数学与高级应用》,2013年,Lect。注释计算。科学。工程103,Springer,Cham,2015年,第195-202页·Zbl 1321.76018号
[38] 田文华、周华华和邓文华,解空间分数阶扩散方程的一类二阶差分逼近,数学。公司。,84(2015),第1703-1727页·Zbl 1318.65058号
[39] S.-L.Wu和T.Zhou,三个准实数解算器的收敛性分析,SIAM J.Sci。计算。,37(2015),第A970-A992页,https://doi.org/10.1137/10970756。 ·Zbl 1328.65157号
[40] S.-L.Wu,准实数算法的并行粗网格校正,SIAM J.Sci。计算。,40(2018),第A1446-A1472页,https://doi.org/10.1137/17M1141102。 ·Zbl 1398.65358号
[41] 吴胜良,张海章,周涛,利用对角化技术和多重网格求解时间-周期分数阶扩散方程,数值。线性代数应用。,25(2018),e2178,https://doi.org/10.1002/nla.2178。 ·Zbl 1513.65347号
[42] 吴绍林,周涛,通过对角化技术加速两级MGRIT算法,SIAM J.Sci。计算。,41(2019),第A3421-A3448页,https://doi.org/10.1137/18M1207697。 ·Zbl 1425.65104号
[43] Q.Xu、J.S.Hesthaven和F.Chen,时间分数阶微分方程的准实方法,J.Compute。物理。,293(2015),第173-183页·Zbl 1349.65220号
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