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用于预处理共轭梯度求解器的精细等几何分析。 (英语) Zbl 1440.65162号

摘要:从高度连续的等几何分析(IGA)离散化开始,精细等几何分析引入了作为直接LU因式分解求解器分隔符的超平面。因此,使用直接LU因式分解求解器求解相应方程组所需的总计算成本显著降低(高达55倍)[作者同上,316,586–605(2017;Zbl 1439.65165号)]. 同时,rIGA丰富了IGA空间,从而改善了最佳逼近误差。在这项工作中,我们将rIGA的复杂性分析扩展到迭代求解器的情况。我们构建了一个迭代求解器,如下所示:我们首先在小子域(宏观元素)上使用直接求解器构造Schur补码。然后,我们将这些Schur补体组合成一个全局骨架系统。随后,我们使用共轭梯度(CG)和不完全LU(ILU)预条件迭代求解该系统。对于具有结构化网格和统一多项式逼近度的二维泊松模型问题,rIGA相对于IGA在浮点运算(FLOP)数量和求解所得到的线性方程组所需的计算时间(以秒为单位)方面实现了适度的节省。例如,对于具有400万个元素和多项式次数(p=3)的网格,当应用于rIGA系统时,迭代求解器的速度(在时间上)大约是应用于IGA系统的2.6倍。这些节省是因为骨架rIGA系统包含的非零条目少于IGA系统。相反的情况发生在3D问题上,因此,当考虑迭代求解器时,3D rIGA离散化相对于其IGA对应项没有任何收益。

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65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
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