×

随机Galerkin有限元方法的层次Schur补预条件。 (英语) 兹比尔1324.65045

摘要:使用随机Galerkin有限元方法可以得到大型线性方程组,这些方程组是通过将张量积解空间沿其空间和随机维度离散化而获得的。这些系统通常通过Krylov子空间方法迭代求解。我们提出了一个预条件器,它利用了全局矩阵结构中的递归层次结构。特别是,矩阵具有递归层次结构,具有两个二乘二结构,其中一个子矩阵为块对角线。该子矩阵中的每个对角块都与确定性均值问题密切相关,并且其逆的作用在由Krylov迭代的内环近似的实现中。因此,我们的层次化Schur补码预条件器在全局矩阵层次结构近似的每一个层次上,结合了若干相互独立的内部Krylov迭代的带循环的Schur补的思想,以及非对角块的若干矩阵向量乘法。全局矩阵和预条件矩阵都不需要显式形成。这些成分仅包括截断Karhunen-Loève展开的刚度矩阵的数量,以及对均值确定性问题的良好预处理。我们为模型椭圆问题提供了一个条件数界,并通过数值实验验证了该方法的性能。

MSC公司:

65F08个 迭代方法的前置条件
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65N75型 涉及偏微分方程边值问题的概率方法、粒子方法等
65层10 线性系统的迭代数值方法
65年20月 数值算法的复杂性和性能
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Babuška,带随机输入数据的椭圆偏微分方程的随机配置方法,SIAM Review 52(2)pp 317–(2010)·Zbl 1226.65004号 ·doi:10.1137/100786356
[2] Xiu,随机输入微分方程的高阶配置方法,SIAM科学计算杂志27(3)pp 1118–(2005)·Zbl 1091.65006号 ·doi:10.1137/040615201
[3] Babuška,随机椭圆偏微分方程的Galerkin有限元近似,SIAM数值分析杂志42(2)pp 800–(2005)·Zbl 1080.65003号 ·doi:10.1137/S0036142902418680
[4] Babuška,用有限元法求解不确定系数的椭圆边值问题:随机公式,应用力学与工程中的计算机方法194(12-16)pp 1251–(2005)·Zbl 1087.65004号 ·doi:10.1016/j.cma.2004.02.026
[5] Ghanem,《随机有限元:谱方法》(1991)·Zbl 0722.73080号 ·doi:10.1007/978-1-4612-3094-6
[6] Powell,谱随机有限元系统的块对角预处理,IMA数值分析杂志29(2),pp 350–(2009)·Zbl 1169.65007号 ·doi:10.1093/imanum/drn014
[7] Ernst,随机数据扩散问题的线性随机Galerkin混合公式的有效解算器,SIAM科学计算杂志31(2)第1424页–(2009)·Zbl 1187.35298号 ·doi:10.1137/070705817
[8] Ullmann,对数变换随机扩散问题随机Galerkin离散化的高效迭代求解器,SIAM科学计算杂志34(2)pp A659-(2012)·Zbl 1251.35200号 ·数字对象标识代码:10.1137/10836675
[9] Rosseel,随机有限元方法的迭代求解器,SIAM科学计算杂志32(1)pp 372–(2010)·Zbl 1253.65007号 ·doi:10.1137/080727026
[10] Keese,随机有限元方程解的层次并行化,计算机与结构83(14)pp 1033–(2005)·doi:10.1016/j.compstruc.2004.11.014
[11] Smith,区域分解:椭圆偏微分方程的并行多层方法(1996)·Zbl 0857.65126号
[12] 托塞利,《区域分解方法——算法和理论》,《计算数学中的斯普林格级数》34(2005)·Zbl 1069.65138号 ·doi:10.1007/b137868
[13] Axelsson,迭代求解方法(1994)·doi:10.1017/CBO9780511624100
[14] Vassilevski,多层块分解预条件:基于矩阵的分析和求解有限元方程的算法(2008)·Zbl 1170.65001号
[15] Chen,矩阵预处理技术与应用(2005)·Zbl 1079.65057号 ·doi:10.1017/CBO9780511543258
[16] Kraus,加性Schur补码近似及其在多级预处理中的应用,SIAM科学计算杂志34(6)pp A2872–(2012)·Zbl 1269.65031号 ·doi:10.1137/10845082
[17] Zhang,关于预处理Schur补体和Schur补体预处理,《数值分析电子交易》10第115页–(2000)·兹比尔0951.65042
[18] Axelsson,代数多级预处理方法。一、 数字数学56(2-3)第157页–(1989)·Zbl 0661.65110号 ·doi:10.1007/BF01409783
[19] Axelsson,代数多层预处理方法,II,SIAM数值分析杂志27(6)pp 1569–(1990)·Zbl 0715.65091号 ·doi:10.1137/0727092
[20] Saad,ARMS:一般稀疏线性系统的代数递归多级解算器,《数值线性代数及其应用》9(5)pp 359–(2002)·Zbl 1071.65001号 ·doi:10.1002/nla.279
[21] Li,pARMS:代数递归多级解算器的并行版本,《数值线性代数及其应用》10(5-6),第485页–(2003)·Zbl 1071.65532号 ·doi:10.1002/nla.325
[22] Gaidamour,2008年第11届IEEE国际计算科学与工程会议论文集,第98页–(2008)·doi:10.1109/CSE.2008.36
[23] Murphy,关于不定线性系统预处理的注释,SIAM科学计算杂志21(6)pp 1969-(2000)·Zbl 0959.65063号 ·doi:10.1137/S1064827599355153
[24] Ghanem,谱随机有限元系统的数值解,应用力学和工程中的计算机方法129(3),第289页–(1996)·Zbl 0861.73071号 ·doi:10.1016/0045-7825(95)00909-4
[25] Pellissetti,随机有限元背景下线性方程组的迭代解,工程软件进展31(8-9),第607页–(2000)·Zbl 1003.68553号 ·doi:10.1016/S0965-9978(00)00034-X
[26] 值得注意的是,灵活共轭梯度,SIAM科学计算杂志22(4)pp 1444–(2000)·Zbl 0980.65030号 ·doi:10.1137/S1064827599362314
[27] Saad,一种灵活的内外预处理GMRES算法,SIAM科学计算杂志14(2),第461页–(1993)·Zbl 0780.65022号 ·doi:10.1137/0914028
[28] 厢式货车命令Vorst,GMRESR:一系列嵌套的GMRES方法,数值线性代数及其应用1(4)pp 369–(1994)·Zbl 0839.65040号 ·doi:10.1002/nla.1680010404
[29] Schwab,用广义快速多极方法对随机场的Karhunen-Loève近似,计算物理杂志217(1)pp 100–(2006)·Zbl 1104.65008号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.01.048
[30] Ernst,随机Galerkin矩阵,SIAM矩阵分析与应用杂志31(4)pp 1848–(2010)·Zbl 1205.65021号 ·doi:10.1137/080742282
[31] Mandel,关于块对角线和Schur补码预处理,Numeriche Mathematik 58,第79页–(1990)·Zbl 0687.65036号 ·doi:10.1007/BF01385611
[32] Matthies,线性和非线性椭圆随机偏微分方程的Galerkin方法,应用力学和工程中的计算机方法194(1216),pp 1295–(2005)·Zbl 1088.65002号 ·doi:10.1016/j.cma.2004.05.027
[33] Ghanem,对数正态随机过程和变量的非线性高斯谱,应用力学杂志66(4)pp 964–(1999)·doi:10.115/12.791806
[34] Mandel,三维自适应BDDC,《模拟中的数学和计算机》82(10)pp 1812–(2012)·Zbl 1255.65225号 ·doi:10.1016/j.matcom.2011.03.014
[35] Sousedík B适应性多层次BDDC博士论文2010http://www.ucdenver.edu/accessements/colleges/CLAS/Departments/math/students/alumbers/Documents/Student
[36] Sousedík,科学与工程领域分解方法Xix,计算科学与工程课堂讲稿78,第1部分,第39页–(2011)·兹比尔1217.65231 ·doi:10.1007/978-3642-11304-84
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。