×

在用配置和最小残差法求解偏微分方程时,结合不同方法加速迭代的效率。 (英语) Zbl 1433.65244号

摘要:应用预条件、多重网格算法和Krylov方法,通过配置和最小残差(CLR)方法加速求解Navier-Stokes方程的迭代过程。这些方法在组合和单独使用时同时使用。它们的能力和效率已被大量数值实验验证。为了找到工作中提出的预条件器的参数,解决了一个相对简单的问题,即最小化线性代数方程组的条件数,从而使Navier-Stokes方程的解约化。Krylov子空间基退化程度的原始判据使得在PDE解的小残差区域无需重新启动计算机代码即可自动约简子空间基,从而提高了上述区域迭代过程的稳定性。将这三种技术同时应用于加速求解二维Navier-Stokes方程边值问题的迭代过程,与不应用这三种方法的情况相比,将其在计算机上求解的CPU时间减少了160倍。加速迭代过程的拟议技术组合也可以在使用其他数值方法求解PDE时实现。

理学硕士:

65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 爱德华兹,W.S。;塔克曼,L.S。;A.Friesner,R。;Sorensen,D.C.,《不可压缩navier–stokes方程的Krylov方法》,J.Compute。物理。,110,82-102(1994年)·Zbl 0792.76062号
[2] Krylov,A.N.,关于在技术问题中确定材料系统小振动频率的方程的数值解,Otd。材料。我估计。诺克,4491-539(1931)
[3] 诺尔,医学博士。;Keyes,D.E.,《无雅可比牛顿-克利洛夫方法:方法和应用调查》,J.Compute。物理。,193, 357-397 (2004) ·Zbl 1036.65045号
[4] Griffith,B.E.,《利用投影法作为预条件,求解不可压缩Navier-Stokes方程的一种精确而有效的方法》,J.Compute。物理。,228, 7565-7595 (2009) ·Zbl 1391.76474号
[5] Saad,Y.,《大特征值问题的数值方法》(1991),曼彻斯特大学出版社:曼彻斯特大学出版社
[6] Sleptsov,A.G.,关于线性迭代的收敛加速II,Modelirovanie v mekhanike(俄语),3118-125(1989)·Zbl 0719.65023号
[7] Fedorenko,R.P.,一个迭代过程的收敛速度,苏联计算。数学。数学。物理。,4, 227-235 (1964) ·Zbl 0148.39501号
[8] Piquet,J。;Vasseur,X.,在Navier-Stokes解算器中数值求解压力方程的非标准多重网格方法,Numer。算法,24,333-355(2000)·Zbl 0983.76062号
[9] Jothiprasad,G。;Mavrilis,D.J。;Caughey,D.A.,非结构网格上非定常Navier-Stokes方程的高阶时间积分格式,J.Compute。物理。,191, 542-566 (2003) ·Zbl 1134.76428号
[10] Ge,L。;Sotiropoulos,F.,在具有复杂浸没边界的曲线域中求解三维非定常不可压缩Navier-Stokes方程的数值方法,J.Compute。物理。,225, 1782-1809 (2007) ·Zbl 1213.76134号
[11] 卢卡斯,P。;van Zuijlen,A.H。;Bijl,H.,用无雅可比牛顿-克利洛夫算法进行快速非定常流计算,J.Compute。物理。,229, 9201-9215 (2010) ·Zbl 1427.76214号
[12] Nasr-Azadani,M.M。;Meiburg,E.,TURBINS:一种浸没边界,用于模拟重力流和浊流与复杂地形相互作用的Navier-Stokes代码,Comp。流体,45,14-28(2011)·Zbl 1429.76018号
[13] 王,M。;Chen,L.,基于最小二乘换位器的使用分布高斯-赛德尔松弛的斯托克斯方程多重网格方法,J.Sci。计算。,56, 409-431 (2013) ·Zbl 1426.76316号
[14] Nickeeen,M。;Ouazzi,A。;Turek,S.,Newton多重网格最小二乘有限元法,用于Navier-Stokes方程的V-V-P公式,J.Compute。物理。,256, 416-427 (2014) ·Zbl 1349.76246号
[15] Fairag,F.A。;Wathen,A.J.,Navier-Stokes方程的河流功能-死亡率公式的块预处理技术,数值方法部分差异。Equ.、。,28, 888-898 (2012)
[16] 本兹,M。;Wang,Z.,定常不可压缩Navier-Stokes方程基于增广拉格朗日预条件的分析,SIAM J.Sci。计算。,33, 2761-2784 (2011) ·Zbl 1298.76114号
[17] Jiang,B.N。;Lin,T.L。;Povinelli,L.A.,用最小二乘有限元法进行不可压缩粘性流的大尺度计算,计算。方法应用。机械。工程,114,213-231(1994)
[18] 拉姆沙克,M。;Škerget,L.,《使用流函数-涡度公式计算高雷诺层流的子域边界元法》,国际期刊数值。《液体方法》,46,815-847(2004)·Zbl 1060.76609号
[19] Plyasunova,A.V。;Sleptsov,A.G.,在移动网格上求解非线性抛物方程的配置网格法,Modelirovanie v mekhanike(俄语),18,116-137(1987)·Zbl 0706.65093号
[20] 凯里,G.F。;蒋伯南,最小平方有限元法和预处理共轭梯度解,国际数学家杂志。方法工程,24,1283-1296(1987)·Zbl 0633.65111号
[21] 蒋伯南,《最小二乘有限元法:计算流体动力学和电磁学的理论和应用》(1998),施普林格出版社:柏林·Zbl 0904.76003号
[22] Bochev,P.B。;Gunzburger,M.D.,最小二乘型有限元方法,SIAM Rev.,40,789-837(1998)·Zbl 0914.65108号
[23] 苏亚雷斯,B.F。;加西亚,R.V。;平托,P.C。;Romao,E.C.,用最小二乘有限元法(LSFEM)+牛顿线性化法求解一维汉堡收敛性的区间研究,科学。研究论文,10522-530(2015)
[24] 塞明,L.G。;Sleptsov,A.G。;Shapeev,V.P.,Stokes方程的配置和最小二乘法,Vychislitelnye tekhnologii(俄语),1,2,90-98(1996)·Zbl 0870.65088号
[25] 塞明,L。;Shapeev,V.,《使用计算机代数系统构建Navier-Stokes方程的数值方法》,《科学计算中的计算机代数学报》,CASC。科学计算中的计算机代数学报CASC,计算机科学讲稿,3718,367-378(2005),施普林格:施普林格-海德堡·Zbl 1169.76417号
[26] 伊萨耶夫,V.I。;Shapeev,V.P.,搭配和最小二乘法的发展,Proc。Inst.数学。机械。,261, 87-106 (2008) ·Zbl 1237.65111号
[27] 伊萨耶夫,V.I。;Shapeev,V.P。;Cherepanov,A.N.,考虑焊接池中对流的薄金属板激光焊接的数值模拟,Thermophys。航空机械。,13, 419-434 (2010)
[28] 伊萨耶夫,V.I。;Shapeev,V.P.,求解Navier-Stokes方程的高阶精确配置和最小二乘法,Dokl。数学。,85, 71-74 (2012) ·Zbl 1237.76120号
[29] Sleptsov,A.G。;Shokin,Y.I.,椭圆问题的自适应网格投影方法,计算。数学。数学。物理。,37, 558-571 (1997) ·Zbl 0946.65096号
[30] Belyaev,V.V。;Shapeev,V.P.,《弯曲边界区域自适应网格上的配置和最小二乘法》,Vychislitelnye tekhnologii(俄语),5,4,12-21(2000)·Zbl 0956.65109号
[31] V.P.Shapeev,V.I.Isaev,S.V.Idimeshev,《配置和最小二乘法:在Navier-Stokes方程数值解中的应用》,载于:《第六届ECCOMASUniversity of Technology Vienna光盘会议录》,维也纳,2012年。;V.P.Shapeev,V.I.Isaev,S.V.Idimeshev,《配置和最小二乘法:在Navier-Stokes方程数值解中的应用》,载于:《第六届ECCOMASUniversity of Technology Vienna光盘会议录》,维也纳,2012年·Zbl 1223.65092号
[32] Shapeev,V.P。;Vorozhtsov,E.V.,《3D Navier-Stokes方程的配置和最小二乘法的符号-数字实现》,《科学计算中的计算机代数学报》,CASC。科学计算中的计算机代数学报CASC,计算机科学讲稿,7442,321-333(2012),施普林格:施普林格-海德堡·兹比尔1416.65579
[33] Shapeev,V.P。;Vorozhtsov,E.V。;伊萨耶夫,V.I。;Idimeshev,S.V.,《三维Navier-Stokes方程的配置和最小残差方法》,Vychislitelnye metody i programmirovanie(俄语),第14页,第306-322页(2013年)
[34] Shapeev,V.P。;Vorozhtsov,E.V.,CAS在构造三维Navier-Stokes方程的配位和最小残差方法中的应用,科学计算中的计算机代数论文集。科学计算中的计算机代数会议录CASC,计算机科学课堂讲稿,8136381-392(2013),施普林格:施普林格-海德堡·Zbl 1420.35199号
[35] Shapeev,V.,《搭配和最小残差法及其应用》,《EPJ会议网络会议记录》,108(2016),01009。doi:10.1051/epjconf/201610801009
[36] Shapeev,V.P。;Vorozhtsov,E.V.,《CAS在构建搭配和最小残差法以解Burgers和Korteweg–de Vries-Burgers方程中的应用》,《科学计算中的计算机代数学报》,《计算机科学8660讲义》,432-446(2014),《Springer:Springer-Hidelberg》·兹比尔1417.76001
[37] Golushko,S.K。;Idimeshev,S.V。;Shapeev,V.P.,应用于各向同性板力学问题的配置和最小残差方法,Vychislitelnye tekhnologii(俄语),18,6,31-43(2013)
[38] Golushko,S.K。;Idimeshev,S.V。;Shapeev,V.P.,《配置和最小残差方法在各向异性层状板力学问题中的发展和应用》,Vychislitelnye tekhnologii(俄语),19,5,24-36(2014)·Zbl 1382.74133号
[39] 伊萨耶夫,V。;Cherepanov,A。;Shapeev,V.,《带中间插件的异种金属激光焊接热模式的数值研究》,《国际热质传递杂志》。,99, 711-720 (2016)
[40] 伊萨耶夫,V.I。;Shapeev,V.P.,Navier-Stokes方程数值解的高精度配置和最小二乘法,计算。数学。数学。物理。,50, 1670-1681 (2010) ·Zbl 1224.35316号
[41] Shapeev,V.P。;Belyaev,V.A.,《曲线边界区域的高阶搭配和最小残差方法版本》,Vychislitelnye tekhnologii(俄语),21,5,95-110(2016)·Zbl 1377.65157号
[42] 肉毒杆菌。;Peyret,R.,眼睑驱动腔流的基准光谱结果,计算。流体,27421-433(1998)·Zbl 0964.76066号
[43] Shapeev,A.V。;Lin,P.,粘性流动角涡精确计算的指数网格加密渐进拟合有限元方法,SIAM J.Sci。计算。,1874-1900年(2009年)·Zbl 1188.76197号
[44] 卡伦科,D。;帕多瓦尼,C。;Pagni,A。;帕斯奎内利,G。;Semin,L.,《双模梁的自由纵向振动:比较研究》,Int.J.Struct。刺。动态。,11, 23-56 (2011) ·Zbl 1271.74161号
[45] Vorozhtsov,E.V。;Shapeev,V.P.,通过结合Krylov和Fedorenko方法加速求解边值问题的迭代过程,Simvol nauki(俄语),10,2,24-43(2015)
[46] 伊萨耶夫,V.I。;Shapeev,V.P。;Eremin,S.A.,求解泊松方程和Navier-Stokes方程边值问题的配位和最小二乘法的性质研究,Vychislitelnye tekhnologii(俄语),12,1-19(2007)
[47] 彼得罗夫,I.B。;Lobanov,A.I.,《计算数学讲座:教材》(俄语)(2006年),BINOM:BINOM莫斯科
[48] Chiu,P.H。;Sheu,T.W.H。;Lin,R.K.,在不可压缩Navier-Stokes方程的两层非交错网格中实现的有效显式压力梯度格式,J.Compute。物理。,227, 4018-4037 (2008) ·Zbl 1256.76049号
[49] Wolfram,S.,《数学书》(2003),Wolfram Media,Inc.:伊利诺伊州香槟市Wolfram传媒公司。
[50] 莫斯科州立大学科学研究计算机中心数值分析图书馆。使用带移位的QL算法计算对称矩阵的所有特征值,num-anal.srcc.msu.ru/lib.na/cat/ae/aeh2r.htm;莫斯科州立大学科学研究计算机中心数值分析图书馆。使用带移位的QL算法计算对称矩阵的所有特征值,num-anal.srcc.msu.ru/lib.na/cat/ae/aeh2r.htm
[51] Wesseling,P.,《多重网格方法简介》(1992),John Wiley&Sons:John Willey&Sons Chichester·Zbl 0760.65092号
[52] 三通,W。;Sobey,I.J.,规范公式中非定常不可压缩Navier-Stokes方程的谱方法,报告NA04/09(2004),OU计算实验室
[53] Albensoeder,S。;Kuhlmann,H.C.,精确的三维眼睑驱动腔流,J.Compute。物理。,206, 536-558 (2005) ·Zbl 1121.76366号
[54] Erturk,E。;科克,T.C。;Gököl,C.,高雷诺数下二维定常不可压缩驱动空腔流动的数值解,国际期刊数字。《液体方法》,48,747-774(2005)·兹比尔1071.76038
[55] Erturk,E.,《关于驱动空腔流动的讨论》,《国际数值杂志》。《液体方法》,60,275-294(2009)·Zbl 1162.76047号
[56] R.Lim,D.Sheen,驱动空腔流动的非协调有限元方法,2016,arXiv:1502.04217;R.Lim,D.Sheen,应用于驱动空腔流的非一致有限元方法,2016,arXiv:1502.04217·兹比尔1373.76095
[57] Ghia,美国。;Ghia,K.N。;Shin,C.T.,《使用Navier-Stokes方程和多重网格方法求解不可压缩流的高分辨率解》,J.Compute。物理。,48, 387-411 (1982) ·Zbl 0511.76031号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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,而不声称其完整性或完全匹配。