Grant,Zachary J。 混合精度应用的扰动Runge-Kutta方法。 (英文) Zbl 1491.65064号 科学杂志。计算。 92,第1号,第6号论文,20页(2022年). 总结:在这项工作中,我们考虑了一种混合精度的方法来加速多阶段方法的实现。我们表明,可以设计Runge-Kutta方法,使某些昂贵的中间计算可以作为低精度计算来执行,而不会对整体解的准确性产生不利影响。特别是,设计合理的Runge-Kutta方法将消除初始阶段的错误。当我们考虑隐式Runge-Kutta方法时,这是特别有趣的。在这种情况下,如果解的精度较低(或等效的公差较低),则阶段值的隐式计算速度可能会快得多。我们为设计混合精度Runge-Kutta方法提供了一个通用的理论加性框架,并使用该框架推导了此类方法的阶条件。接下来,我们展示了使用这种方法如何使我们能够利用隐式求解器的低精度计算,同时在整体方法中保持高精度。我们通过数值研究展示了一些混合精度隐式龙格-库塔方法的行为,并证明了数值结果如何与理论框架相匹配。这种新型的混合精度隐式龙格-库塔框架为许多此类方法的设计打开了大门。 引用于2文件 MSC公司: 65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法 65升05 常微分方程初值问题的数值方法 关键词:时间步进;混合精度;伦格-库塔;龙格-库塔摄动;迭代校正 软件:Rk选项;罗德斯 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{Z.J.Grant},J.Sci(科学杂志)。计算。92,第1号,第6号论文,20页(2022年;Zbl 1491.65064) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Abdelfattah,A.,Anzt,H.,Boman,E.G.,Carson,E.,Cojean,T.,Dongarra,J.,Gates,M.,Grutzmacher,T,U.M.:《使用混合精度算术的数值方法综述》,(2020)arXiv:2007.06674 [2] Alexander,R.,《刚性O.D.E.s的对角隐式Runge-Kutta方法》,SIAM J.Numer。分析。,14, 6, 1006-1021 (1977) ·Zbl 0374.65038号 ·数字对象标识代码:10.1137/0714068 [3] 阿舍尔,美国。;Ruuth,S。;Wetton,B.,含时偏微分方程的隐式显式方法,SIAM J.Numer。分析。,32, 797-823 (1995) ·Zbl 0841.65081号 ·doi:10.1137/0732037 [4] 伯内特,B。;哥特利布,S。;格兰特,ZJ;Heryudono,A.,混合精度Runge-Kutta方法的性能评估,IEEE高性能。极限计算。会议(HPEC),2021年,1-6月(2021年)·doi:10.1109/HPEC49654.2021.9622803 [5] 加利福尼亚州肯尼迪;Carpenter,MH,对流-扩散-反应方程的可加Runge-Kutta格式,应用。数字。数学。,44, 1-2, 139-181 (2003) ·Zbl 1013.65103号 ·doi:10.1016/S0168-9274(02)00138-1 [6] Field,S.E.,Gottlieb,S.,Grant,Z.J.,Isherwood,L.F.,Khanna,G.:用于极值黑洞和引力波物理计算的GPU加速混合精度WENO方法,arxiv.org/abs/2010.04760 [7] 海尔,E。;Wanner,G.,《求解常微分方程II》。刚性和微分代数问题(1991),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 0729.65051号 [8] 新泽西州海厄姆;Pranesh,S.,模拟低精度浮点运算,SIAM科学杂志。计算。,41、5、C585-C602(2019)·兹比尔07124603 ·doi:10.1137/19M1251308 [9] Higueras,I。;Ketcheson,DI;Kocsis,TA,给定Runge-Kutta方法的最优单调保持扰动,J.Sci。计算。,76, 1337-1369 (2018) ·Zbl 1397.65103号 ·doi:10.1007/s10915-018-0664-3 [10] Ketcheson,DI;帕萨尼,M。;格兰特,ZJ;AJ Ahmadia;Ranocha,H.,RK-Opt:数值常微分方程解算器设计包,J.开源软件。,5, 54, 2514 (2020) ·doi:10.21105/joss.02514 [11] Kouya,T.:使用嵌入公式控制步长的高阶多精度全隐式Runge-Kutta方法的实际实现,arxiv.org/abs/1306.2392·Zbl 1278.65102号 [12] 诺塞特,SP;Wanner,G.,扰动配置和Runge-Kutta方法,数值。数学。,1981, 38, 193-208 (1981) ·Zbl 0471.65045号 ·doi:10.1007/BF01397089 [13] 三都。;Gunther,M.,可加性Runge-Kutta方法的广义结构方法,SIAM J.Numer。分析。,53, 1, 17-42 (2015) ·Zbl 1327.65132号 ·doi:10.1137/130943224 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。