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稀疏对称矩阵的低秩修正代数多层预条件器。 (英语) 兹比尔1376.65036

摘要:本文描述了求解稀疏对称线性方程组的多级预处理技术。该“多级Schur-Low-Rank”(MSLR)预条件器首先基于矩阵的层次分解构建树结构(mathcal{T}),然后逐级计算原始矩阵的近似逆。与经典的直接求解器不同,MSLR预处理器的构造遵循\(\mathcal{T}\)的自上而下遍历,并利用了一个低秩性质,该性质由局部Schur补的逆与原始矩阵的特定块之间的差来满足。应用广义Lanczos三对角化过程的几个步骤来捕获大部分差异。数值结果表明,对于二维和三维离散PDE问题以及公开可用的测试问题,MSLR预处理程序的效率和鲁棒性都得到了证明。

理学硕士:

65F08个 迭代方法的前置条件
2005年5月 并行数值计算
65年20月 数值算法的复杂性和性能
65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
65号55 多重网格方法;含偏微分方程边值问题的区域分解
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全文: 内政部

参考文献:

[1] P.R.Amestoy、T.A.Davis和I.S.Duff,《近似最小度排序算法》,SIAM J.Matrix Ana。申请。,17(1996),第886-905页·兹比尔0861.65021
[2] P.R.Amestoy、T.A.Davis和I.S.Duff,{算法837:近似最小度排序算法},ACM Trans。数学。《软件》,30(2004),第381-388页·Zbl 1070.65534号
[3] M.Benzi和M.T\accent23uma,{非对称线性系统的稀疏近似逆预条件},SIAM J.Sci。计算。,19(1998年),第968-994页·Zbl 0930.65027号
[4] M.Bollho¨fer、J.I.Aliaga、A.F.Marti¨n和E.S.Quintana-Orti¨,{\it ILUPACK},摘自《并行计算百科全书》,纽约斯普林格,2011年,第917-926页·Zbl 1231.68001号
[5] E.Chow和Y.Saad,{不定矩阵ILU预条件的实验研究},J.Compute。申请。数学。,86(1997),第387-414页·Zbl 0891.65028号
[6] E.Chow和Y.Saad,{通过稀疏迭代近似逆预条件},SIAM J.Sci。计算。,19(1998),第995-1023页·Zbl 0922.65034号
[7] E.Chow和Y.Saad,{抽样多元高斯分布的预处理Krylov子空间方法},SIAM J.Sci。计算。,36(2014年),第A588-A608页·Zbl 1296.60087号
[8] E.Corona、P.-G.Martinsson和D.Zorin,平面上积分方程的直接求解器,应用。计算。哈蒙。分析。,38(2015),第284-317页·Zbl 1307.65180号
[9] T.A.Davis和Y.Hu,{佛罗里达大学稀疏矩阵收集},ACM Trans。数学。软件,38(2011),1·Zbl 1365.65123号
[10] O.Dubois和M.J.Gander,{二级优化Schwarz预条件的收敛行为},《科学与工程领域分解方法十八》,Springer,Berlin,Heidelberg,2009年,第177-184页·Zbl 1183.65030号
[11] B.Engquist和L.Ying,{亥姆霍兹方程的扫描预条件:层次矩阵表示},Comm.Pure Appl。数学。,64(2011),第697-735页·Zbl 1229.35037号
[12] A.George,{常规有限元网格的嵌套剖分},SIAM J.Numer。分析。,10(1973年),第345-363页·Zbl 0259.65087号
[13] A.Gillman和P.G.Martinsson,{it通过高阶复合谱配置法离散的变系数椭圆偏微分方程的一个具有O(N)复杂性的直接求解器},SIAM J.Sci。计算。,36(2014年),第A2023-A2046页·Zbl 1303.65099号
[14] W.Hackbusch,{it基于矩阵的稀疏矩阵算法。第一部分:(mathcal{H})矩阵导论,《计算》,62(1999),第89-108页·兹伯利0927.65063
[15] W.Hackbusch和B.N.Khoromskij,{it稀疏矩阵算法。第二部分:多维问题的应用},《计算》,64(2000),第21-47页·Zbl 0962.65029号
[16] P.Heínon和Y.Saad,{\it基于层次图分解的并行多级ILU因式分解},SIAM J.Sci。计算。,28(2006),第2266-2293页·Zbl 1126.65028号
[17] M.R.Hestenes和E.L.Stiefel,《求解线性系统的共轭梯度方法》,J.Research Nat.Bur。《标准》,49(1952),第409-436页·Zbl 0048.09901号
[18] 何国林,{椭圆算子的层次内插因式分解:微分方程},预印本,http://arxiv.org/abs/1307.2895arXiv:1307.2895v1[math.NA],2013年。
[19] G.Karypis和V.Kumar,{划分不规则图的快速高质量多级方案},SIAM J.Sci。计算。,20(1998),第359-392页·Zbl 0915.68129号
[20] S.Le Borne,{\it\(\mathcal{H})-常对流对流扩散问题的矩阵,计算,70(2003),第261-274页·Zbl 1033.65011号
[21] S.Le Borne和L.Grasedyck,对流占优问题中的矩阵预条件,SIAM J.矩阵分析。申请。,27(2006),第1172-1183页·Zbl 1102.65051号
[22] R.Li和Y.Saad,{对称矩阵的低秩预条件除法与征服},SIAM J.Sci。计算。,35(2013年),第A2069-A2095页·Zbl 1362.65036号
[23] R.Li和Y.Saad,{\it GPU加速预处理迭代线性解算器},J.Supercomput。,63(2013),第443-466页。
[24] R.Li和Y.Saad,{代数区域分解预条件的低秩校正方法},技术报告ys-2014-4,明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏打大学计算机科学系,2014;可在线访问http://arxiv.org/abs/1505.04341。 ·Zbl 1371.65029号
[25] R.Li,Y.Xi,和Y.Saad,{基于Schur补体的低秩修正域分解预条件},技术报告ys-2014-3,明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏打大学计算机科学与工程系,2014;可在线访问http://arxiv.org/abs/1505.04340。 ·Zbl 1399.65238号
[26] J.Mandel、B.Sousedi⁄k和J.Ši⁄stek,{三维自适应BDDC},数学。计算。《模拟》,82(2012),第1812-1831页·Zbl 1255.65225号
[27] P.G.Martinsson和V.Rokhlin,{二维边界积分方程的快速直接求解器},J.Compute。物理。,205(2005),第1-23页·Zbl 1078.65112号
[28] J.K.Merikoski和R.Kumar,{矩阵和乘积扩散不等式},应用。数学。电子笔记,4(2004),第150-159页·兹比尔1083.15027
[29] OpenMP Architecture Review Board,OpenMP Application Program Interface,3.1版,2011年。
[30] Y.Saad,{它是一种灵活的内外预处理GMRES算法},SIAM J.Sci。计算。,14(1993),第461-469页·Zbl 0780.65022号
[31] Y.Saad,{\it ILUM:一般稀疏矩阵的多限制ILU预条件},SIAM J.Sci。计算。,17(1996),第830-847页·Zbl 0858.65029号
[32] Y.Saad,《稀疏线性系统的迭代方法》,第二版,SIAM,费城,2003年·Zbl 1031.65046号
[33] Y.Saad,{大型特征值问题的数值方法},修订版,SIAM,费城,2011年·Zbl 1242.65068号
[34] Y.Saad和M.H.Schultz,{it GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法},SIAM J.Sci。统计师。计算。,7(1986),第856-869页·兹伯利0599.65018
[35] Y.Saad和B.Suchomel,{\it ARMS:一般稀疏线性系统的代数递归多级求解器},Numer。线性代数应用。,9(2002),第359-378页·Zbl 1071.65001号
[36] Y.Saad和J.Zhang,{it BILUM:一般稀疏线性系统的多重消去和多级ILU预条件器的块版本},SIAM J.Sci。计算。,20(1999),第2103-2121页·Zbl 0956.65026号
[37] B.Smith,{线性弹性偏微分方程的区域分解算法},博士论文,纽约大学科朗研究所,纽约,1990年。
[38] B.Smith、P.Björstad和W.Gropp,{区域分解:椭圆偏微分方程的并行多层方法},剑桥大学出版社,纽约,1996年·Zbl 0857.65126号
[39] B.Sousedík,J.Šístek和J.Mandel,{it自适应多级BDDC及其并行实现},计算,95(2013),第1087-1119页·Zbl 1307.65175号
[40] A.St-Cyr、M.J.Gander和S.J.Thomas,《优化乘法、加法和限制加法Schwarz预处理》,SIAM J.Sci。计算。,29(2007),第2402-2425页·Zbl 1154.65017号
[41] A.Toselli和O.B.Widlund,{域分解方法:算法和理论},Springer Ser。计算。数学。34,Springer-Verlag,柏林,2005年·Zbl 1069.65138号
[42] Y.Xi和Y.Saad,{\it Least-Squares Rational Filters for the Solution of Interior Egenvalue Problems},技术报告ys-2015-5,明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏打大学计算机科学与工程系,2015。
[43] Y.Xi、J.Xia、S.Cauley和V.Balakrishnan,{通过随机抽样实现Toeplitz最小二乘的超快速和稳定结构解算器},SIAM J.矩阵分析。申请。,35(2014),第44-72页·Zbl 1300.65018号
[44] Y.Xi,J.Xia,and R.Chan,{它是一个具有结构化LDL因子分解更新的快速随机特征解算器},SIAM J.Matrix Ana。申请。,35(2014),第974-996页·Zbl 1305.65125号
[45] Xia,{广义大型稀疏矩阵的高效结构多前沿因式分解},SIAM J.Sci。计算。,35(2013年),第A832-A860页·兹比尔1266.15022
[46] J.Xia,{随机稀疏直接解算器},SIAM J.矩阵分析。申请。,34(2013),第197-227页·Zbl 1269.65029号
[47] J.Xia,S.Chandrasekaran,M.Gu,和X.S.Li,{分层半可分矩阵的快速算法},Numer。线性代数应用。,17(2010年),第953-976页·Zbl 1240.65087号
[48] J.Xia、S.Chandrasekaran、M.Gu和X.S.Li,{大型结构线性方程组的超快速多面方法},SIAM J.矩阵分析。申请。,31(2009),第1382-1411页·Zbl 1195.65031号
[49] Xia和M.Gu,{秩结构对称正定矩阵的稳健近似Cholesky分解},SIAM J.矩阵分析。申请。,31(2010年),第2899-2920页·Zbl 1217.65061号
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