×

求解大型有限元线性方程组的高效改进对称逐次过松弛预处理共轭梯度法。 (英语) Zbl 1286.65082号

摘要:有限元分析中大规模线性方程组的快速求解是计算力学中的经典课题。它是计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)的关键技术。本文提出了一种高效的改进对称逐次过松弛(ISSOR)预处理共轭梯度(PCG)方法,该方法保持了与原算法一致的收敛性和内在并行性。理想情况下,与原算法相比,计算量可减少近50%。它具有固有的基本高效操作,适用于高性能计算。通过与数值结果的比较,表明该方法具有最佳的性能。

MSC公司:

65K10码 数值优化和变分技术
65层10 线性系统的迭代数值方法
65N22型 偏微分方程边值问题离散方程的数值解
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 《力学进展》编辑部。20世纪理论与应用力学十大进展(中文)。力学进展,31(3),322-326(2001)
[2] Zienkiewicz,O.C.和Taylor,L.《固体和结构力学的有限元方法》,第6版,Elsevier Butterworth-Heinemann,牛津(2005)·Zbl 1084.74001号
[3] Chen,X.和Phoon,K.K.关于迭代有限元求解器收敛准则的一些数值经验。计算机和岩土工程,361272-1284(2009)·doi:10.1016/j.compgeo.2009.05.012
[4] Hestenes,M.R.和Stiefel,E.求解线性系统的共轭梯度方法。国家标准局研究杂志,49,409-436(1952)·Zbl 0048.09901号 ·doi:10.6028/jres.049.044
[5] Lei,G.Y.预条件与PCG算法(中文)。数学进展,21(2),129-139(1992)·Zbl 0761.65022号
[6] Saad,Y.稀疏线性系统的迭代方法,SIAM,费城(2003)·Zbl 1031.65046号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898718003
[7] Concus,P.、Golub,G.H.和Leary,D.P.稀疏矩阵计算(Bunch,J.R.和Rose,D.J.编辑),学术出版社,纽约(1976年)
[8] Kershaw,D.S.线性方程组迭代解的不完全Cholesky共轭梯度法。计算物理学杂志,26,43-65(1978)·Zbl 0367.65018号 ·doi:10.1016/0021-9991(78)90098-0
[9] Saad,Y.和van der Vorst,H.A.,20世纪线性系统的迭代解。计算与应用数学杂志,123,1-33(2000)·Zbl 0965.65051号 ·doi:10.1016/S0377-0427(00)00412-X
[10] Meijerink,J.A.和van der Vorst,H.A.。系数矩阵为对称M矩阵的线性系统的迭代方法。计算数学,31(137),148-162(1977)·Zbl 0349.65020号
[11] Axelsson,O。广义SSOR方法。BIT数值数学,12443-467(1972)·Zbl 0256.65046号 ·doi:10.1007/BF01932955
[12] Sami,A.K.、Faisal,S.和Ahmed,S.,结构动力学问题的高效迭代求解器。计算机与结构,822363-2375(2004)·doi:10.1016/j.compstruc.2004.06.001
[13] Eisenstat,S.一类CG方法的高效实现。SIAM科学与统计计算杂志,2,1-4(1981)·Zbl 0474.65020号 ·doi:10.1137/0902001
[14] Lin,S.Z。松弛-条件共轭梯度法上对称逐次迭代的改进格式(中文)。数值方法与计算机应用杂志,4266-270(1997)
[15] Rudi,H.和Jonas,K.基于GPU的并行预处理共轭梯度算法。计算与应用数学杂志,236(15),3584-3590(2012)·Zbl 1245.65034号 ·doi:10.1016/j.cam.2011.04.025
[16] Boguslaw,B.、Marek,T.和Lukasz,M.在动态SMP集群上实现并行SSOR预处理,并动态通信。未来一代计算机系统,26491-497(2010)·doi:10.1016/j.future.2009.05.005
[17] Chen,P.、Sun,S.L.和Yuan,M.W.有限元分析中的快速求解算法(中文)。中国理论与应用力学杂志,34(2),216-222(2002)
[18] Duff,I.、Heroux,M.和Pozo,R.稀疏基本线性代数子程序概述:来自blas技术论坛的新标准。ACM TOMS,28(2),239-267(2002)·Zbl 1070.65521号 ·doi:10.1145/567806.567810
[19] Lawson,C.L.、Hanson,R.J.、Kincaid,D.和Krogh,F.T.《FORTRAN使用的基本线性代数基本线性代数子程序》。ACM数学软件汇刊,5308-323(1979)·Zbl 0412.65022号 ·数字对象标识代码:10.1145/355841.355847
[20] Bramley,R.和Sameh,A.大型非对称线性系统的行投影方法。SIAM科学与统计计算杂志,13(1),168-193(1992)·兹比尔0752.65024 ·doi:10.1137/0913010
[21] Hida,Y。;Li,X.S。;Bailey,D.H.,四双精度浮点算法,155-162(2001)
[22] Bailey,D.H.《Fortran程序到多精度的自动转换》,NASA RNR技术报告,RNR-91-025,加利福尼亚州(1993)
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。