杰西卡·博世;卡勒,基督徒;马丁·斯托尔 耦合Cahn-Hilliard Navier-Stokes系统的预处理。 (英语) Zbl 1488.65065号 Commun公司。计算。物理学。 23,第2期,603-628(2018). 摘要:最近,H.加尔克等人[Appl.Numer.Math.99515-171(2016;Zbl 1329.76168号)]针对不同密度的不可压缩两相流热力学一致扩散界面模型,开发了一致离散方案[H.阿贝尔等,数学。模型方法应用。科学。22,第3期,1150013,40页(2012年;兹比尔1242.76342)]. 该方法的核心是求解半光滑牛顿法中出现的大型稀疏线性系统。在这项工作中,我们建议使用预处理的Krylov子空间解算器,使用有效的Schur补码近似。数值结果表明了该方法的有效性。特别是,我们的预条件器对于参数变化是鲁棒的。 引用于19文件 MSC公司: 65层10 线性系统的迭代数值方法 65F08个 迭代方法的前置条件 65层50 稀疏矩阵的计算方法 65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 35问题35 与流体力学相关的PDE 关键词:方程;方程;两相流;预处理;舒尔补码近似;鞍点问题 引文:Zbl 1329.76168号;Zbl 1242.76342号 软件:韦塞林;LAPACK公司;HSL_MI20型;UMFPACK公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Bosch}等人,Commun。计算。物理学。23,第2号,603--628(2018;Zbl 1488.65065) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] H.Abels和D.Breit。不同密度非牛顿扩散界面模型的弱解。非线性,29:3426-34532016·Zbl 1354.35084号 [2] E.Anderson、Z.Bai、C.Bischof、L.Blackford、J.Demmel、J.Dongarra、J.Du Croz、A.Greenbaum、S.Hammarling、A.McKenney和D.Sorensen。LAPACK用户指南。SIAM,第三版,1999年·兹比尔0934.65030 [3] O.Axelsson、P.Boyanova、M.Kronbichler、M.Neytcheva和X.Wu。两相问题求解器的数值和计算效率。计算。数学。申请。,65(3):301-314, 2013. ·Zbl 1319.76025号 [4] H.Abels、D.Depner和H.Garcke。不同密度不可压缩流体两相流扩散界面模型弱解的存在性。J.数学。流体力学。,15(3):453-4802013年9月·Zbl 1273.76421号 [5] H.Abels、D.Depner和H.Garcke。关于具有简并迁移率的不可压缩Navier-Stokes/Cahn-Hilliard系统。Ann.Inst.H.Poincaré(C)非线性分析。,30(6):1175-1190, 2013. ·Zbl 1347.76052号 [6] H.Abels、H.Garcke和G.Grün。不同密度的不可压缩两相流的热力学一致、框架无关的扩散界面模型。数学。模型方法应用。科学。,22(3):2012年3月40日·Zbl 1242.76342号 [7] S.Aland。两相流扩散界面模型的时间积分。J.计算。物理。,2014年4月262:58-71日·Zbl 1349.82065号 [8] O.Axelsson和M.Neytcheva。用于解决非线性、耦合多物理问题的算子分裂,并应用于界面问题的数值解。技术报告2011-009,乌普萨拉大学信息技术系,2011年。 [9] P.Boyanova、M.Do-Quang和M.Neytcheva。大规模二元Cahn-Hilliard模型的高效预条件器。计算。应用方法。数学。,12(1):1-22, 2012. ·Zbl 1284.65047号 [10] J.F.Blowey和C.M.Elliott。非光滑自由能相分离的Cahn-Hilliard梯度理论。第一部分:数学分析。欧洲J.Appl。数学。,2:233-280, 1991. ·Zbl 0797.35172号 [11] J.F.Blowey和C.M.Elliott。曲率相关的相边界运动和抛物线双障碍问题,第19-60页。施普林格,纽约州纽约市,1993年·兹比尔0794.35092 [12] J.Bosch、D.Kay、M.Stoll和A.J.Wathen。Cahn-Hilliard修补的快速解决方案。SIAM J.成像科学。,7(1):67-97, 2014. ·Zbl 1298.68284号 [13] J.博伊尔、M.米哈伊洛维奇和J.斯科特。HSL MI20:用于三维有限元问题的高效AMG预处理程序。国际。J.数字。方法工程,82(1):64-982010·Zbl 1183.76799号 [14] J.博世。Cahn-Hilliard问题的快速迭代求解器。2016年马格德堡奥托·冯·盖里奇大学博士论文。 [15] F.博伊尔。研究不可压缩混合物流动的理论和数值模型。计算和流体,31(1):41-682002年1月·Zbl 1057.76060号 [16] J.Bosch和M.Stoll。向量值Cahn-Hilliard方程的预处理。SIAM J.科学。计算。,37(5):S216-S2432015年·Zbl 1325.65043号 [17] J.Bosch、M.Stoll和P.Benner。使用隐式时间离散化和有限元快速求解Cahn-Hilliard变分不等式。J.计算。物理。,262:38-57, 2014. ·Zbl 1349.65438号 [18] R.Clift、J.R.Grace和M.E.Weber。气泡、水滴和粒子。纽约学术出版社,1978年。 [19] J.W.Cahn和J.E.Hilliard。非均匀系统的自由能。I.界面自由能。化学杂志。物理。,28(2):258-267, 1958. ·Zbl 1431.35066号 [20] T.A.戴维斯。UMFPACK用户指南。技术报告TR-04-003(修订版),德克萨斯农工大学计算机科学与工程系,2016年。 [21] S.C.Eisenstat、H.C.Elman和M.H.Schultz。线性方程非对称度量系统的变分迭代方法。SIAM J.数字。分析。,20(2):345-357, 1983. ·Zbl 0524.65019号 [22] H.C.Elman、D.J.Silvester和A.J.Wathen。有限元和快速迭代解算器:在不可压缩流体动力学中的应用。数字。数学。科学。计算。牛津大学出版社,牛津,2005年·兹比尔1083.76001 [23] R.D.Falgout。代数多重网格计算简介。计算。科学。工程,8(6):24-332006。 [24] G.Grün、F.Guillén-Gonzáles和S.Metzger。一般质量密度两相流扩散界面模型的完全解耦收敛格式。Commun公司。计算。物理。,19(5):1473-15022016年5月·Zbl 1373.76089号 [25] H.Garcke、M.Hinze和C.Kahle。两相不可压缩流热力学一致模型的稳定线性时间离散化。申请。数字。数学。,2016年1月99:151-171·Zbl 1329.76168号 [26] G.Grün和F.Klingbeil。具有质量密度对比的两相流:热力学一致和框架无关扩散界面模型的稳定方案。J.计算。物理。,257(A):708-7252014年1月·Zbl 1349.76210号 [27] A.格林鲍姆。求解线性系统的迭代方法,《前沿应用》第17卷。数学。SIAM,宾夕法尼亚州费城,1997年·Zbl 0883.65022号 [28] G.Grün。关于一般质量密度不可压缩流体两相流扩散界面模型的收敛格式。SIAM J.数字。分析。,51(6):3036-3061, 2013. ·Zbl 1331.35277号 [29] F.Guillén-Gonzáles和G.Tierra。两种不同密度流体的Navier-Stokes—Cahn—Hilliard模型的分裂方案。J.计算。数学。,32(6):643-664, 2014. ·Zbl 1324.76032号 [30] G.H.Golub和R.S.Varga。Chebyshev半迭代法、逐次超松弛迭代法和二阶Richardson迭代法。I.数字。数学。,3:147-156, 1961. ·Zbl 0099.10903号 [31] G.H.Golub和R.S.Varga。切比雪夫半迭代方法、逐次超松弛迭代方法和二阶Richardson迭代方法。二、。数字。数学。,3:157-168, 1961. ·Zbl 0099.10903号 [32] W.Hackbusch。《多重网格方法与应用》,Springer Ser第4卷。计算。数学。施普林格,柏林-海德堡,1985年·兹比尔0595.65106 [33] P.C.Hohenberg和B.I.Halperin。动态临界现象理论。现代物理学评论。,49(3):435-479, 1977. [34] M.Hintermüller、M.Hinze和M.H.Tber。非光滑Cahn-Hilliard问题的基于Moreau-Yosida的自适应有限元求解器。最佳方案。方法软件。,25(4-5):777-811, 2011. ·Zbl 1366.74070号 [35] M.Hintermüller、K.Ito和K.Kunisch。作为半光滑牛顿方法的原对偶主动集策略。SIAM J.Optim.公司。,13(3):865-888, 2003. ·Zbl 1080.90074 [36] M.Hintermüller、T.Keil和D.Wegner。具有非匹配流体密度的半离散Cahn-Hilliard-Navier-Stokes系统的最优控制。arXiv:1506.035912015年。 [37] M.R.Hestenes和E.Stiefel。求解线性系统的共轭梯度法。J.国家研究局。标准,49:409-436(1953年),1952年·Zbl 0048.09901号 [38] J.Hua、J.F.Stene和P.Lin。使用前沿跟踪方法对粘性液体中上升的三维气泡进行数值模拟。J.计算。物理。,227(6):3358-3382, 2008. ·Zbl 1329.76262号 [39] S.Hysing、S.Turek、D.Kuzmin、N.Parolini、E.Burman、S.Ganesan和L.Tobiska。二维气泡动力学的定量基准计算。国际。J.数字。方法流体,60(11):1259-12882009·Zbl 1273.76276号 [40] C.卡勒。使用扩散界面模型模拟和控制两相流。汉堡大学博士论文,2014年。 [41] C.坎佐。大规模互补问题的非精确半光滑牛顿方法。最佳方案。方法软件。,19(3-4):309-325, 2004. ·Zbl 1141.90558号 [42] D.Kay、D.Loghin和A.J.Wathen。稳态Navier-Stokes方程的预条件。SIAM J.科学。计算。,24(1):237-256, 2002. ·Zbl 1013.65039号 [43] J.Lowengrub和L.Truskinovsky。准不可压缩Cahn-Hilliard流体和拓扑结构转换。程序。R.Soc.伦敦。A、 454(1978):2617-26541998年·Zbl 0927.76007号 [44] M.F.Murphy、G.H.Golub和A.J.Wathen。关于不定线性系统预处理的注记。SIAM J.科学。计算。,21(6):1969-1972, 2000. ·Zbl 0959.65063号 [45] A.Napov和Y.Notay。一种保证收敛速度的代数多重网格方法。SIAM J.科学。计算。,34(2):A1079-A1109,2012年·Zbl 1248.65037号 [46] Y.公证人。一种基于聚合的代数多重网格方法。电子。事务处理。数字。分析。,37:123-146, 2010. ·Zbl 1206.65133号 [47] Y.公证人。对流扩散方程的基于聚合的代数多重网格。SIAM J.科学。计算。,34(4):A2288-A23162012年·Zbl 1250.76139号 [48] C.C.Paige和M.A.Saunders。稀疏不定线性方程组的解。SIAM J.数字。Ana,12(4):617-6291975年·Zbl 0319.65025号 [49] J.W.Pearson、M.Stoll和A.J.Wathen。含时PDE约束优化问题的正则化预条件。SIAM J.矩阵分析。申请,33(4):1126-1152,2012年·Zbl 1263.65035号 [50] J.W.Pearson和A.J.Wathen。PDE约束优化预处理中Schur补的一种新近似。数字。线性代数应用。,19(5):816-829, 2012. ·Zbl 1274.65187号 [51] A.斋戒。对流扩散问题稳定离散化的多重网格预处理器。J.计算。申请。数学。,110(1):187-203, 1999. ·Zbl 0939.65135号 [52] J.W.Ruge和K.Stüben。代数多重网格。在多重网格方法中,前沿应用第3卷。数学。,第73-130页。宾夕法尼亚州费城SIAM,1987年。 [53] T.Rees和M.Stoll。PDE约束优化的块三角预条件。数字。线性代数应用。,17(6):977-996, 2010. ·Zbl 1240.65097号 [54] Y.Saad。一种灵活的内外预处理GMRES算法。SIAM J.科学。计算。,14(2):461-469, 1993. ·Zbl 0780.65022号 [55] Y.Saad。稀疏线性系统的迭代方法。SIAM,宾夕法尼亚州费城,第2版,2003年·Zbl 1031.65046号 [56] Y.Saad和M.H.Schultz。GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法。SIAM J.科学。统计师。计算。,7(3):856-869, 1986. ·兹伯利0599.65018 [57] J.Shen和X.Yang。不同密度和粘度的两相不可压缩流动的相场模型及其数值近似。SIAM J.科学。计算。,32(3):1159-1179, 2010. ·兹比尔1410.76464 [58] P.韦塞林。多重网格方法简介。纯应用程序。数学。(纽约)。威利有限公司,奇切斯特,1992年·Zbl 0760.65092号 [59] A.J.Wathen和T.Rees。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. ·Zbl 1189.65065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。