×

广义一维快速多极子方法的另一种预处理算法。 (英语) Zbl 1055.65135号

摘要:快速多极子方法(FMM)最初是一种快速评估粒子相互作用的算法,对于加速一些数值计算也很有效。V.亚文V.洛克林[同上,147,第2号,594-609(1998年;Zbl 0927.65138号)]提出了使用奇异值分解(SVD)的“广义”FMM,它给出了最佳低阶近似。他们的算法降低了FMM评估的计算成本,并将FMM从解析近似公式中解放出来。然而,由于奇异值分解(SVD)的存在,N次N矩阵预处理的计算复杂度为O(N^3),并且需要低阶近似的正交矩阵。
本文提出了广义FMM的另一种预处理算法。我们的算法在时间O(N^2)内运行,即使使用奇异值分解,也会从正交矩阵中释放出低阶近似。通过QR分解和稀疏化实现三角化,这比对角化更能降低FMM的成本。虽然Yarvin和Rokhlin[loc.cit.]的算法可以通过QR分解加速到O(N ^2),但我们的预处理算法在快速球面滤波、快速多项式插值和快速勒让德变换方面优于它。

MSC公司:

65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
72年第35季度 来自力学的其他PDE(MSC2000)
65立方厘米 随机粒子方法
82C80码 时间相关统计力学的数值方法(MSC2010)
65年20月 数值算法的复杂性和性能

软件:

mctoolbox软件
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Greengard,L。;Rokhlin,V.,《粒子模拟的快速算法》,J.Compute。物理。,73, 325 (1987) ·Zbl 0629.65005号
[2] Dutt,A。;顾,M。;Rokhlin,V.,多项式插值、积分和微分的快速算法,SIAM J.Numer。分析。,33, 1689 (1996) ·Zbl 0862.65005号
[3] Boyd,J.P.,《多极展开和伪谱基数函数:新一代快速傅里叶变换》,J.Compute。物理。,103, 184 (1992) ·Zbl 0765.65022号
[4] 阿尔伯特,B。;Rokhlin,V.,《评估勒让德展开的快速算法》,J.Sci。统计计算。,12, 158 (1991) ·Zbl 0726.65018号
[5] Jakob-Chien,R。;Alpert,B.K.,《均匀分辨率的快速球面滤波器》,J.Compute。物理。,136, 580 (1997) ·Zbl 0885.65016号
[6] 苏达·R。;Takami,M.,快速球面谐波变换算法,数学。公司。,71, 703 (2002) ·Zbl 0991.65158号
[7] Yarvin,N。;Rokhlin,V.,应用于球面谐波滤波的广义一维快速多极子方法,J.Compute。物理。,147, 594 (1998) ·Zbl 0927.65138号
[8] Stewart,G.W.,《矩阵算法》。矩阵算法,基本分解,第1卷(1998年),SIAM:SIAM费城,宾夕法尼亚州·Zbl 0910.65012号
[9] 戈卢布,G.H。;van Loan,C.F.,《矩阵计算》(1996),约翰霍普金斯大学出版社:约翰霍普金大学出版社,马里兰州巴尔的摩·Zbl 0865.65009号
[10] Higham,N.J.,《数值算法的准确性和稳定性》(1996),SIAM:SIAM Philadelphia,PA·Zbl 0847.65010号
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。