×

回收BiCGSTAB并应用于参数化模型降阶。 (英语) Zbl 1325.65044号

摘要:Krylov子空间循环是一个加速线性系统序列收敛的过程。基于此技术,最近开发了循环BiCG算法。在这里,我们现在将此回收理论推广到BiCGSTAB。循环BiCG侧重于有效求解双线性系统的序列,而这里的重点是有效求解单线性系统的序列(假设非对称矩阵用于循环BiCG和循环BiCGSTAB)。与求解具有非对称矩阵的单线性系统序列的其他方法(例如,GMRES的循环变体)相比,基于BiCG的循环算法,例如循环BiCGSTAB,其优点是涉及短期重复,因此不存在存储问题,并且正交化也更便宜。我们修改了BiCGSTAB算法,使其使用循环空间,该循环空间由左右近似不变子空间构建。将我们的算法用于参数化模型降阶实例,取得了良好的结果。我们显示,矩阵向量乘积的数量减少了约40%,运行时减少了约35%。

MSC公司:

65层10 线性系统的迭代数值方法
65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
93年1月15日 大型系统
93二氧化碳 控制理论中的线性系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] A.M.Abdel-Rehim、A.Stathopoulos和K.Orginos,{将eigCG算法扩展到具有多个右侧}的线性系统的非对称Lanczos,Numer。线性代数应用。,21(2014),第473-493页·Zbl 1340.65056号
[2] A.M.Abdel-Rehim、W.Wilcox和R.B.Morgan,《QCD问题中线性方程组的简化BiCGStab》,《科学学报》,2007年,第026/1-026/7页。
[3] K.Ahuja,{it Recycling Bi-Lanczos Algorithms:BiCG,CGS,and BiCGSTAB},弗吉尼亚理工大学数学系硕士论文,2009年;也可从以下网址在线获取http://scholar.lib.vt.edu/thesives/available/etd-08252009-161256/。
[4] K.Ahuja,{it Recycling Krylov Subspaces and Preconditioners},弗吉尼亚理工大学数学系博士论文,2011;也可从以下网址在线获取http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-11112011-010340/。
[5] K.Ahuja、E.de Sturler、S.Gugercin和E.Chang,{回收BiCG及其在模型还原中的应用},SIAM J.Sci。计算。,34(2012),A1925-A1949页·Zbl 1253.65040号
[6] R.E.Bank和T.F.Chan,{复合阶梯双共轭梯度法分析},数值。数学。,66(1993),第295-319页·Zbl 0802.65038号
[7] U.Baur、C.Beattie、P.Benner和S.Gugercin,{参数化模型简化的插值投影方法},SIAM J.Sci。计算。,33(2011年),第2489-2518页·Zbl 1254.93032号
[8] T.Bechtold、D.Hohlfeld、E.B.Rudnyi和M.Guönther,{通过参数模型降阶从数值模型中高效提取薄膜热参数},《微观力学与微工程》,20(2010),045030。
[9] T.Bechtold,G.Schrag,L.Feng,eds.,{微机电系统的系统级建模},《先进微纳系统》,Wiley-VCH,Weinheim,德国,2013年。
[10] P.Benner和L.Feng,{基于隐式矩匹配的参数模型降阶鲁棒算法},《建模和计算降阶的降阶方法》,A.Quarteroni和G.Rozza,eds.,MS&A.model。模拟。申请。9,柏林施普林格出版社,2014年,第159-186页·Zbl 1312.65109号
[11] P.Benner、S.Gugercin和K.Willcox,《参数系统模型简化方法综述》,技术报告MPIMD/13-14,马克斯·普朗克研究所,马格德堡,2013年·Zbl 1339.37089号
[12] Z.-H.Cao,{避免BI-CGSTAB算法变体的故障},线性代数应用。,263(1997),第113-132页·兹伯利0885.65033
[13] E.de Sturler,{\it BiCG解释},《住户研讨会XIV》,《住户数值代数国际研讨会论文集》,加拿大不列颠哥伦比亚省惠斯勒市惠斯勒庄园,1999年,第254-257页。
[14] L.Feng、P.Benner和J.Korvink,{子空间循环加速参数模型降阶},《第48届IEEE决策与控制会议和第28届中国控制会议论文集》,2009年,第4328-4333页。
[15] L.Feng、P.Benner和J.G.Korvink,{子空间回收加速了MEMS的参数化宏观建模},国际J.Numer。《方法工程》,94(2013),第84-110页·Zbl 1352.74479号
[16] R.W.Freund、M.H.Gutknecht和N.M.Nachtigal,《非Hermitian矩阵的look-ahead Lanczos算法的实现》,SIAM J.Sci。计算。,14(1993),第137-158页·Zbl 0770.65022号
[17] A.Greenbaum,{求解线性系统的迭代方法},SIAM,费城,1997年·Zbl 0883.65022号
[18] M.H.Gutknecht,{复谱矩阵的BICGSTAB变体},SIAM J.Sci。统计计算。,14(1993),第1020-1033页·Zbl 0837.65031号
[19] M.H.Gutknecht,{非对称线性方程组}的Lanczos型解算器,数值学报。,6(1997年),第271-397页·Zbl 0888.65030号
[20] M.H.Gutknecht,{压缩和增强Krylov子空间方法:压缩BiCG和相关解算器的框架},网址:http://www.sam.math.ethz.ch/\字符串mhg/(2014)·Zbl 1316.65041号
[21] M.E.Kilmer和E.de Sturler,《漫反射光学层析成像的子空间信息回收》,SIAM J.Sci。计算。,27(2006),第2140-2166页·Zbl 1103.65036号
[22] C.Lanczos,通过最小化迭代求解线性方程组,J.Res.Natl。《局标准》,49(1952),第33-53页。
[23] L.A.Motta Mello、E.de Sturler、G.H.Paulino和E.C.Nelli Silva,{回收Krylov子空间用于高效大规模电阻抗断层成像},计算。方法应用。机械。工程,199(2010),第3101-3110页·Zbl 1225.92026号
[24] R.B.Morgan和D.A.Nicely,《重新启动特征值和线性方程组(包括多个右手边)的非对称Lanczos算法》,SIAM J.Sci。计算。,33(2011年),第3037-3056页·Zbl 1244.65053号
[25] M.L.Parks、E.de Sturler、G.Mackey、D.D.Johnson和S.Maiti,{回收线性系统序列的Krylov子空间},SIAM J.Sci。计算。,28(2006),第1651-1674页·Zbl 1123.65022号
[26] A.T.Patera和G.Rozz,{参数化偏微分方程的简化基近似和后验误差估计},1.0版,发表于麻省理工学院帕帕拉多机械工程研究生专著;也可从以下网址在线获取http://augustine.mit.edu (2006).
[27] Y.Saad,稀疏线性系统的迭代方法,第2版,SIAM,费城,2003年·Zbl 1031.65046号
[28] Y.Saad和M.H.Schultz,{it GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法},SIAM J.Sci。统计计算。,7(1986年),第856-869页·Zbl 0599.65018号
[29] G.L.G.Sleijpen和D.R.Fokkema,涉及具有复谱的非对称矩阵的线性方程组的{BiCGstab({it L}),电子。事务处理。数字。分析。,1(1993年),第11-32页·Zbl 0820.65016号
[30] P.Sonneveld,{it CGS,非对称线性系统的快速Lanczos型解算器},SIAM J.Sci。统计计算。,10(1989年),第36-52页·Zbl 0666.65029号
[31] P.Sonneveld和M.B.van Gijzen,《IDR(s):求解大型非对称线性方程组的一系列简单快速算法》,SIAM J.Sci。计算。,31(2008),第1035-1062页·Zbl 1190.65053号
[32] H.A.van der Vorst,{it Bi-CGSTAB:非对称线性系统解的Bi-CG快速平滑收敛变体},SIAM J.Sci。统计计算。,13(1992年),第631-644页·Zbl 0761.65023号
[33] P.Wesseling和P.Sonneveld,{多重网格和预处理Lanczos型方法的数值实验},《Navier-Stokes问题的近似方法》,R.Rautmann主编,数学课堂讲稿。771,施普林格,柏林,1980年,第543-562页·Zbl 0421.65065号
[34] S.-L.Zhang,{it GPBi-CG:基于Bi-CG求解非对称线性系统的广义乘积型方法},SIAM J.Sci。计算。,18(1997年),第537-551页·Zbl 0872.65023号
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。