×

由含时Stokes控制问题引起的大型矩阵系统的快速迭代求解器。 (英语) Zbl 1346.65035号

摘要:在本文中,我们考虑了Stokes控制问题的快速迭代求解器的开发,Stokes控制问题是一类重要的偏微分方程约束优化问题。特别是,我们希望为此类问题的时间相关变量的有限元离散化所产生的矩阵系统开发有效的预条件。为此,我们考虑对矩阵系统进行适当的重排,并利用所涉及的许多相关子矩阵的鞍点结构——然后,我们可以使用该结构基于其(1,1)-块和Schur补的良好近似来构造这些子矩阵的表示。我们在具有狄利克雷边界条件的分布式控制问题和时间周期问题上测试了我们推荐的迭代方法。

MSC公司:

65K10码 数值优化和变分技术
49J20型 偏微分方程最优控制问题的存在性理论
第65页 线性系统和矩阵反演的直接数值方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] O.阿克塞尔森。;Neytcheva,M.,预处理鞍点矩阵的特征值估计,数值。线性算法。申请。,13, 339-360 (2006) ·Zbl 1224.65080号
[2] Boyle,J。;Mihajlovic,医学博士。;Scott,J.A.,HSL_MI20:三维有限元问题的高效AMG预处理程序,国际期刊Numer。方法。工程,82,64-98(2010)·Zbl 1183.76799号
[3] Cahouet,J。;Chabard,J.-P.,《广义Stokes问题的一些快速三维有限元解算器》,国际期刊Numer。方法。Fl.,8869-895(1988)·Zbl 0665.76038号
[4] Elman,H.C。;Ramage,A。;Silvester,D.J.,《866算法:IFISS》,用于模拟不可压缩流的Matlab工具箱,ACM T.Math。软件,33,2-14(2007)·Zbl 1365.65326号
[5] Elman,H.C。;Ramage,A。;Silvester,D.J.,IFISS:研究不可压缩流动问题的计算实验室,SIAM Review,56,261-273(2014)·Zbl 1426.76645号
[6] Elman,H.C。;西尔维斯特·D·J。;Wathen,A.J.,《有限元和快速迭代求解器:在不可压缩流体动力学、数值数学和科学计算系列中的应用》(2005),牛津大学出版社:牛津大学出版社,纽约·Zbl 1083.76001号
[8] Ipsen,I.C.F.,关于预处理非对称矩阵的注释,SIAM J.Sci。计算。,23, 1050-1051 (2001) ·Zbl 0998.65049号
[9] 凯·D·。;洛根,D。;Wathen,A.,稳态Navier-Stokes方程的预条件,SIAM J.Sci。计算。,24, 237-256 (2002) ·Zbl 1013.65039号
[10] W.Krendl。;西蒙西尼,V。;Zulehner,W.,时间周期Stokes方程最优控制问题的有效预处理,(Lect.Notes Compute.Sci.Eng.,第103卷(2015)),479-487·Zbl 1320.65100号
[11] W.Krendl。;西蒙西尼,V。;Zulehner,W.,鞍点问题的稳定性估计和结构谱特性,数值。数学。,124183-213(2013)·Zbl 1269.65032号
[12] Kuznetsov,Y.A.,非匹配网格上椭圆有限元问题的高效迭代求解器,Russ.J.Numer。分析。M.,10187-211(1995)·兹伯利083965031
[13] 墨菲,M.F。;Golub,G.H。;Wathen,A.J.,关于不定线性系统预处理的注释,SIAM J.Sci。计算。,21, 1969-1972 (2000) ·Zbl 0959.65063号
[14] 纳波夫,A。;Notay,Y.,一种具有保证收敛速度的代数多重网格方法,SIAM J.Sci。计算。,34,A1079-A1109(2012)·Zbl 1248.65037号
[15] Notay,Y.,一种基于聚合的代数多重网格方法,Electron。事务处理。数字。分析。,37, 123-146 (2010) ·Zbl 1206.65133号
[16] Notay,Y.,对流扩散方程基于聚合的代数多重网格,SIAM J.Sci。计算。,34,A2288-A2316(2012年)·Zbl 1250.76139号
[17] Notay,Y.,AGMG软件和文档,请参阅
[18] 佩奇,C.C。;Saunders,M.A.,稀疏不定线性方程组的解,SIAM J.Numer。分析。,12, 617-629 (1975) ·Zbl 0319.65025号
[19] Pearson,J.,PDE约束优化问题的快速迭代求解器(2013),牛津大学,D.Phil论文
[20] Pearson,J.W.,《关于解决Stokes控制问题的参数预条件和换向器论证的发展》,Electron。事务处理。数字。分析。,44, 53-72 (2015) ·Zbl 1312.65104号
[21] Pearson,J.W.,Navier-Stokes控制问题的预处理迭代方法,J.Comp。物理。,292, 194-207 (2015) ·Zbl 1349.76087号
[22] 皮尔逊,J.W。;Stoll,M.,《化学过程中反应扩散控制问题的快速迭代解法》,SIAM J.Sci。计算。,35,B987-B1009(2013)·Zbl 1281.65095号
[23] 皮尔逊,J.W。;斯托尔,M。;Wathen,A.J.,时间相关PDE约束优化问题的正则化预条件,SIAM J.矩阵分析。申请。,33, 1126-1152 (2012) ·Zbl 1263.65035号
[24] 皮尔逊,J.W。;Wathen,A.J.,PDE约束优化预条件器中Schur补码的一种新近似,编号。线性算法。申请。,19, 816-829 (2012) ·兹比尔1274.65187
[25] 皮尔逊,J.W。;Wathen,A.J.,对流扩散控制问题的快速迭代求解器,电子。事务处理。数字。分析。,40, 294-310 (2013) ·Zbl 1287.49031号
[26] 西尔维斯特,D。;Elman,H。;Ramage,A.,《不可压缩流和迭代求解软件》(IFISS),第3.3版(2014年)
[27] 西尔维斯特,D。;Wathen,A.,稳定Stokes系统的快速迭代解。第二部分:使用通用块预条件,SIAM J.Numer。分析。,31, 1352-1367 (1994) ·Zbl 0810.76044号
[28] 斯托尔,M。;Wathen,A.,含时Stokes控制的一次性解决方案,J.Comp。物理。,232, 498-515 (2013)
[29] Takacs,S.,一种用于Stokes控制问题的鲁棒全同向多重网格方法,Numer。数学。,130, 517-540 (2015) ·Zbl 1329.76276号
[30] Tröltzsch,F.,《偏微分方程的最优控制:理论、方法和应用》,数学研究生系列(2010),美国数学学会·Zbl 1195.49001号
[31] Wathen,A.J。;Rees,T.,Chebyshev半迭代预处理问题,包括质量矩阵,电子。事务处理。数字。分析。,34, 125-135 (2009) ·兹比尔1189.65065
[32] Zulehner,W.,鞍点问题的非标准规范和稳健估计,SIAM J.矩阵分析。申请。,32, 536-560 (2011) ·兹比尔1251.65078
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。