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一般线性矩阵方程的梯度流计算框架。 (英语) Zbl 1308.65065号

摘要:线性矩阵方程,如Sylvester方程、Lyapunov方程、Stein方程及其推广变量在许多应用中都具有重要意义。通过Kronecker积转换为经典线性系统(mathcal A\mathbf{x}=mathbf}b})通常被视为最后的手段,因为它大大增加了问题的规模,并且不尊重任何潜在结构。常规Krylov子空间方法,如广义最小残差法(GMRES)或具有最小残差的法方程的共轭梯度法(CGNR)可能不需要显式的矢量化,但需要为(mathcal A)建立一个其他良好的预条件为了完全避免Kronecker矢量化,必须将其分解并重新分布到原始矩阵系数上。因此,已经开发了许多求解线性矩阵方程的其他技术,这些技术通常与问题有关,并且当方程改变时很难被推广。相比之下,受四阶张量方程概念的启发,本文提出了在相同的广义法方程框架下铸造任何线性矩阵方程,并使用低精度梯度动力学实现高精度求解的思想。因此,一个单一的计算范式可以处理所有类型的线性矩阵方程。流方法具有实现简单、理论统一、应用广泛、直接使用原始尺寸而无需Kronecker矢量化、避免反演或因式分解以及易于收敛分析等优点。本文概述了该理论,举例说明了一系列应用程序,提出了一种简单的实现方法,并报告了一些数值证据。

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