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移位线性系统序列的Krylov子空间循环。 (英语) Zbl 1291.65108号

摘要:我们研究了使用Krylov子空间循环来求解一系列缓慢变化的线性系统族,其中每个族都由移位的线性系统组成,这些线性系统在系数矩阵上的差异仅为单位的倍数。我们的目标是在子空间循环的框架内探索每个移位系统族的同时解,使用一个增广子空间来提取所有移位系统的候选解。理想的方法将对所有系统使用相同的增广子空间,并且具有固定的存储需求,与每个系列的移位系统数量无关。我们表明,在此框架中不可能存在满足这两个要求的方法。
作为替代方案,我们引入了两种方案。一种方法是为每个移位系统构造一个单独的通缩空间,但同时求解每个移位系统族。另一种方法只构建一个循环子空间,并在迭代线性解算器的每个循环中对移位系统的解进行近似校正,同时只最小化基本系统残差。在基本系统解收敛时,我们递归地将该方法应用于剩余的未覆盖系统。我们给出了涉及晶格量子色动力学中出现的系统的数值例子。

MSC公司:

65层10 线性系统的迭代数值方法
81伏05 强相互作用,包括量子色动力学

软件:

稀疏矩阵
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参考文献:

[1] Adbel-Rehim,A。;摩根R.B。;Wilcox,W.,《具有多个右手边的格子QCD问题中线性方程的种子方法》(《科学学报》,莱迪思2008(2008)),论文038
[2] M.I.艾哈迈德。;Szyld,D.B。;van Gijzen,M.B.,(H_2)-最优模型简化的预处理多移位BiCG(2012年6月),天普大学数学系,研究报告12-06-15
[3] 贝克,A.H。;Jessup,E.R。;Manteuffel,T.,《加速重新启动的GMRES收敛的技术》,SIAM J.矩阵分析。申请。,262962-984(2005年)·Zbl 1086.65025号
[4] 坎贝尔,S.L。;Ipsen,I.C.F.(国际货币基金组织)。;凯利,C.T。;Meyer,C.D.,GMRES和最小多项式BIT-Numer。数学。,36, 664-675 (1996) ·Zbl 0865.65017号
[5] Celis,M.R。;丹尼斯·J·E。;Tapia,R.A.,《非线性等式约束优化的信赖域策略》(Boggs,P.T.;Byrd,R.H.;Schnabel,R.B.,《数值优化》,科罗拉多州博尔德,1984(1985),SIAM:SIAM Philadelphia),71-82·兹伯利0566.65048
[6] Chan,T.F。;Wan,W.L.,《求解多右手边线性系统的投影方法分析》,SIAM J.Sci。计算。,18, 1698-1721 (1997) ·Zbl 0888.65033号
[7] Darnell,D。;摩根R.B。;Wilcox,W.,《具有多个移位和多个右侧的系统的收缩GMRES》,线性代数应用。,429, 2415-2434 (2008) ·Zbl 1153.65032号
[8] Davis,T.A。;Hu,Y.,佛罗里达大学稀疏矩阵收集,ACM Trans。数学。软质。,38, 1:1-1:25 (2011) ·Zbl 1365.65123号
[9] 艾尔曼,M。;Ernst,O.G。;Schneider,O.,重启最小残差方法的加速策略分析,J.Compute。申请。数学。,123, 261-292 (2000) ·Zbl 0968.65016号
[10] Frommer,A.,(BiCGStab(l)),移位线性系统族,计算,70,87-109(2003)·Zbl 1239.65022号
[11] Frommer,A。;Glässner,U.,移位线性系统的重新启动GMRES,SIAM J.Sci。计算。,19, 15-26 (1998) ·Zbl 0912.65023号
[12] Frommer,A。;Maass,P.,Tikhonov-Phillips正则化的快速基于CG的方法,SIAM J.Sci。计算。,1831-1850年(1999年)·Zbl 0943.65068号
[13] Frommer,A。;Güsken,S。;Lippert,T。;Nöckel,B。;Schilling,K.,《一杆多质量:夸克传播子的经济计算》,国际期刊Mod。物理学。C、 6627-638(1995)
[14] Hansen,P.C.,《离散逆问题:洞察力和算法》(2010),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1197.65054号
[15] Jegerlehner,B.,稀疏线性系统的Krylov空间解算器(1996),印第安纳大学,技术代表IUHET-353
[16] 基尔默,M.E。;de Sturler,E.,漫反射光学层析成像的子空间信息回收,SIAM J.Sci。计算。,27, 2140-2166 (2006) ·Zbl 1103.65036号
[17] Kirchner,S.,IDR-Verfahren zur Lösung von Familien geshifter linearer Gleichungssysteme(2011年),德国卑诗大学乌珀塔尔分校数学系,硕士论文
[19] Lehoucq,R.B。;Sorensen,D.C.,隐式重启Arnoldi迭代的通缩技术,SIAM J.矩阵分析。申请。,17889-821(1996年)·Zbl 0863.65016号
[20] Meerbergen,K.,参数化对称线性系统的解,SIAM J.矩阵分析。申请。,241038-1059(2003年)·Zbl 1044.65029号
[21] Morgan,R.B.,《非对称方程组的隐式重新启动GMRES和Arnoldi方法》,SIAM J.Matrix Anal。申请。,21, 1112-1135 (2000) ·兹伯利0963.65038
[22] Morgan,R.B.,GMRES,重启通畅,SIAM J.Sci。计算。,24, 20-37 (2002) ·Zbl 1018.65042号
[23] Parks,M.L。;de Sturler,E。;Mackey,G。;约翰逊,D.D。;Maiti,S.,线性系统序列的循环Krylov子空间,SIAM J.Sci。计算。,28, 1651-1674 (2006) ·Zbl 1123.65022号
[24] Saad,Y.,增广Krylov子空间方法分析,SIAM J.矩阵分析。申请。,18, 435-449 (1997) ·兹伯利0871.65026
[25] Saad,Y.,《稀疏线性系统的迭代方法》(2003),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1002.65042号
[26] 萨阿德,Y。;Schultz,M.H.,GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法,SIAM J.Sci。统计计算。,7, 856-869 (1986) ·Zbl 0599.65018号
[27] Simoncini,V.,移位线性系统的重启全正交化方法,BIT Numer。数学。,43, 459-466 (2003) ·Zbl 1033.65015号
[28] 西蒙西尼,V。;Szyld,D.B.,关于精确和不精确Krylov子空间方法超线性收敛的发生,SIAM Rev.,47247-272(2005)·Zbl 1079.65034号
[29] 西蒙西尼,V。;Szyld,D.B.,线性系统Krylov子空间方法的最新计算发展,Numer。线性代数应用。,14, 1-59 (2007) ·Zbl 1199.65112号
[30] 西蒙西尼,V。;Szyld,D.B.,《将IDR解释为Petrov-Galerkin方法》,SIAM J.Sci。计算。,32, 1898-1912 (2010) ·Zbl 1219.65039号
[31] 史密斯,C.F。;彼得森,A.F。;Mittra,R.,处理多入射电磁场的共轭梯度算法,IEEE Trans。天线传播。,37, 1490-1493 (1989)
[32] Sonneveld,P。;van Gijzen,M.B.,(IDR(s)):求解大型非对称线性方程组的一系列简单快速算法,SIAM J.Sci。计算。,31, 1035-1062 (2008) ·Zbl 1190.65053号
[33] Soodhalter,K.M。;Szyld,D.B。;Xue,F.,移位线性系统序列的Krylov子空间循环(2013),Arxiv预印本
[34] Stathopoulos,A.公司。;Orginos,K.,《在求解多个右侧线性系统的同时计算和压缩本征值并应用于量子色动力学》,SIAM J.Sci。计算。,32, 439-462 (2010) ·Zbl 1209.65046号
[35] de Sturler,E.,基于GCR的嵌套Krylov方法,J.Compute。申请。数学。,67,15-41(1996年)·Zbl 0854.65026号
[36] de Sturler,E.,最优Krylov子空间方法的截断策略,SIAM J.Numer。分析。,36, 864-889 (1999) ·Zbl 0960.65031号
[37] de Sturler,E.,线性系统序列的近似不变子空间循环的收敛界,(豪斯霍尔德研讨会第十八届数值线性代数计划(2011)),51-52
[38] van der Vorst,H.A。;Vuik,K.,《GMRES的超线性收敛行为》,J.Compute。申请。数学。,48, 327-341 (1993) ·Zbl 0797.65026号
[39] Wu,G。;王,Y.-C。;Jin,X.-Q.,用于多阻尼因子PageRank问题的预处理和移位GMRES算法,SIAM J.Sci。计算。,34,A2558-A2575(2012)·Zbl 1263.65037号
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