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具有大波数的亥姆霍兹方程的稳健且高度可扩展的并行解。 (英语) Zbl 1252.65181号

摘要:亥姆霍兹方程的数值求解是一项具有挑战性的计算任务,尤其是在波数较大的情况下。对于二维问题,直接方法提供了令人满意的解决方案,但大型三维问题变得难以处理。
在这项工作中,作者的块并行CARP-CG算法[parallel Compute.36,No.9,495-515(2010;Zbl 1195.65062号)]应用于波数较大的亥姆霍兹方程。该算法的有效性在理论和实践上都得到了证明,并在二维和三维域上进行了数值实验,包括非均匀情况和广泛的波数范围。采用二阶有限差分离散格式,得到了一个复杂的、非对称的、不确定的线性系统。
CARP-CG在测试问题上既稳健又高效。在固定网格上,其可伸缩性随着波数的增加而提高。此外,当每个波长的网格点数量固定时,迭代次数随波数线性增加。异质情况下的收敛速度与同质情况下的相似。CARP-CG在所有波数下都优于基于移位拉普拉斯预条件器的领先方法之一,该预条件器具有复杂移位,并用多重网格求解。

MSC公司:

65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法

软件:

阿兹特克
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全文: 内政部