克里斯特·奥伦德;丹尼尔·亨利克森 稀疏广义傅里叶变换。 (英语) Zbl 1178.65149号 比特币 47,第1期,213-237(2007). 摘要:研究了稀疏等变离散化矩阵的块对角化。当通过有限元方法或有限差分对对称几何体中发展的偏微分方程进行离散时,通常会出现这种矩阵。通过将稀疏等变矩阵视为等变图,我们确定了通过广义傅里叶变换(GFT)的稀疏变量进行块对角化变得特别简单和快速的条件。给出了对称域有限元三角剖分的特征,并给出了直接组装块对角矩阵的公式。需要强调的是,GFT保持了等变矩阵的对称(厄米特)性质。通过模拟由二十面体网格离散的球体表面的热方程,证明了块二对角化是有益的。这种增益对于直接方法来说是显著的,对于迭代方法来说是适度的。与基于连续公式的块二对角化方法进行了比较。研究发现,稀疏GFT方法是离散结果连续子系统的合适方法,因为它保留了谱和对称性。 引用于1文件 MSC公司: 65T50型 离散和快速傅里叶变换的数值方法 2005年5月35日 热量方程式 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 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 65层10 线性系统的迭代数值方法 65层50 稀疏矩阵的计算方法 65平方英尺 线性系统和矩阵反演的直接数值方法 关键词:块二对角化;稀疏等变离散矩阵;有限元法;有限差分;热量方程;直接法;迭代法 软件:EinSum公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{K.Åhlander}和\textit{D.Henriksson},BIT 47,编号1,213-237(2007年;Zbl 1178.65149) 全文: 内政部 参考文献: [1] K·奥伦德,《EinSum中的支持张量对称性》,计算。数学。申请。,45(2003),第789–803页。也可从卑尔根大学信息学系获得技术报告212·Zbl 1040.65035号 [2] K.áhlander和H.Munthe-Kaas,广义傅里叶变换在数值线性代数中的应用,BIT数值数学,(2005),第819-850页。另请参阅乌普萨拉大学信息技术系2004-029号技术报告·Zbl 1093.65042号 [3] K.Åhlander和H.Munthe Kaas,等变矩阵的特征值,J.Comput。申请。数学。,192(2006),第89-99页·Zbl 1091.65036号 ·doi:10.1016/j.cam.2005.04.045 [4] E.L.Allgower、K.Böhmer、K.Georg和R.Miranda,利用边界元方法中的对称性,SIAM J.Numer。分析。,29(1992),第534-552页·Zbl 0754.65089号 ·doi:10.1137/0729034 [5] E.L.Allgower和K.Georg,《边界元法中对称结构的数值开发》,载于《边界积分方法-数值和数学方面》,M.Golberg主编,第289–306页,计算力学出版物,南安普敦,1998年·Zbl 0948.65131号 [6] E.L.Allgower、K.Georg和R.Miranda,《利用线性方程中不动点的置换对称性》,收录于《应用数学讲座》,E.L.Algower,K.Geogg,和R.Milanda,eds.,第29卷,第23-36页,美国数学学会,普罗维登斯,RI,1993年·Zbl 0797.65018号 [7] M.Bonnet,《利用三维对称Galerkin间接边界元公式中的部分或完全几何对称性》,国际期刊Numer。《方法工程》,57(2003),第1053–1083页·Zbl 1062.74635号 ·doi:10.1002/nme.716 [8] A.Bossavit、对称性、群和边值问题。几何对称区域中偏微分方程的非对易调和分析的渐进介绍,计算。方法应用。机械。《工程师》,56(1986),第167-215页·Zbl 0578.73072号 ·doi:10.1016/0045-7825(86)90119-2 [9] A.Bossavit,对称边值问题及其有限元逼近,SIAM J.Appl。数学。,53(1993),第1352-1380页·Zbl 0789.65085号 ·doi:10.1137/0153064 [10] S.C.Brenner和L.R.Scott,《有限元方法的数学理论》,应用数学教材第15卷,第二版,Springer,纽约,2002年·Zbl 1012.65115号 [11] S.Egner和M.Puschel,基于对称性的矩阵分解,J.Symb。计算。,37(2004),第157-186页·Zbl 1053.65030号 ·doi:10.1016/j.jsc.2002.06005 [12] F.Giraldo和T.Warburton,球面上浅水方程的基于节点三角形的谱元方法,J.Compute。物理。,207(2005),第129-150页·Zbl 1177.86002号 ·doi:10.1016/j.jcp.2005.01.004 [13] G.Golub和C.van Loan,《矩阵计算》,约翰·霍普金斯大学出版社,马里兰州巴尔的摩,1984年·Zbl 1118.65316号 [14] D.Henriksson,《在球面二十面体网格上求解热方程时利用对称性》,硕士论文,乌普萨拉大学,瑞典乌普萨拉,2006年。 [15] C.Johnsson,用有限元法求解偏微分方程,Studentliteratur,Lund,1987年。 [16] E.Larsson、K.Åhlander和A.Hall,使用径向基函数和广义傅立叶变换的多维期权定价,技术代表2006-037,乌普萨拉大学信息技术系,2006年·Zbl 1154.91026号 [17] J.S.Lomont,《有限群的应用》,学术出版社,纽约,1959年·Zbl 0085.25403号 [18] D.K.Maslen和D.N.Rockmore,《广义快速傅里叶变换——一些最新结果的调查》,载于《1995年DIMACS群与计算研讨会论文集》,L.Finkelstein和W.Kantor,eds.,1997年6月,第183-237页,美国数学学会,普罗维登斯,RI·Zbl 0892.20008号 [19] T.Minkwitz,《对称性解释的算法》,Lect。注释计算。科学。,第900卷,第157-167页,施普林格,柏林,海德堡,1995年·Zbl 1380.65457号 [20] H.Munthe-Kaas,关于群傅里叶分析和PDE的对称保持离散化,J.Phys。A、 39(19)(2006),第5563–5584页·Zbl 1090.65121号 ·doi:10.1088/0305-4470/39/19/S14 [21] C.C.Paige和M.A.Saunders,Minres:稀疏对称方程,http://www.stanford.edu/group/SOL/software/minres.html。 ·Zbl 0319.65025号 [22] J.P.Serre,有限群的线性表示,Springer,纽约,1977年。国际标准图书编号0387901906·Zbl 0355.20006号 [23] J.Tausch,边界元方法的等变预条件,SIAM Sci。计算。,17(1996),第90-99页·Zbl 0843.65083号 ·数字对象标识代码:10.1137/0917008 [24] A.Trönnes,《对称性和广义傅里叶变换在计算矩阵指数中的应用》,硕士论文,挪威卑尔根卑尔根大学,2005年。 [25] J.Turski,《主动视觉共形相机的几何傅里叶分析》,SIAM Review,46(2004),第230–255页·Zbl 1058.43005号 ·doi:10.1137/S0036144502400961 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。