一种多层不完全LU分解预处理方法在合元极技术中的应用

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作者 彭朕 盛新庆 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期230-234,共5页

本文将一种多层不完全LU分解预处理方法应用于合元极技术(即混合有限元、边界元、快速多极子技术).理论和数值实验表明,此种预处理方法能大大减少合元极技术的内存需求,同时兼有极高的计算效率.本文首先给出此种预处理方法的构造方式和... 本文将一种多层不完全LU分解预处理方法应用于合元极技术(即混合有限元、边界元、快速多极子技术).理论和数值实验表明,此种预处理方法能大大减少合元极技术的内存需求,同时兼有极高的计算效率.本文首先给出此种预处理方法的构造方式和实施步骤,接着对此种预处理方法在合元极技术中的数值性能进行了理论和数值实验的分析研究;最后,本文计算了几种电大尺寸复杂目标的散射,以展示应用了此种预处理方法的合元极技术的计算能力. 展开更多

关键词 多层不完全LU分解 预处理技术 合元极技术

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一种运用多层不完全LU分解预处理的时域有限元方法

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作者 尹非 盛新庆 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1451-1454,共4页

为了提高时域有限元方法的计算效率,将一种基于逆的多层不完全LU分解(MIB-ILU)预处理方法运用于隐式时域有限元矩阵求解中,给出了三维散射问题的模型以及时域有限元公式系统,对系数矩阵进行了分析,并给出了预处理求解方法.理论和数值表... 为了提高时域有限元方法的计算效率,将一种基于逆的多层不完全LU分解(MIB-ILU)预处理方法运用于隐式时域有限元矩阵求解中,给出了三维散射问题的模型以及时域有限元公式系统,对系数矩阵进行了分析,并给出了预处理求解方法.理论和数值表明,此预处理方法有效地减少了每个时间步求解矩阵的时间,采用几个散射问题的算例证明了此种预处理技术的效果. 展开更多

关键词 时域有限元 预处理 不完全LU分解 电磁散射问题

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GPU加速不完全Cholesky分解预条件共轭梯度法 被引量：3

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作者 陈尧 赵永华 +1 位作者 赵慰 赵莲 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期843-850,共8页

不完全Cholesky分解预条件共轭梯度(incomplete Cholesky factorization preconditioned conjugate gradient,ICCG)法是求解大规模稀疏对称正定线性方程组的有效方法.然而ICCG法要求在每次迭代中求解2个稀疏三角方程组,稀疏三角方程组... 不完全Cholesky分解预条件共轭梯度(incomplete Cholesky factorization preconditioned conjugate gradient,ICCG)法是求解大规模稀疏对称正定线性方程组的有效方法.然而ICCG法要求在每次迭代中求解2个稀疏三角方程组,稀疏三角方程组求解固有的串行性成为了ICCG法在GPU上并行求解的瓶颈.针对稀疏三角方程组求解,给出了一种利用GPU加速的有效方法.为了增加稀疏三角方程组求解在GPU上的多线程并行性,提出了对不完全Cholesky分解产生的稀疏三角矩阵进行分层调度(level scheduling)的方法.为了进一步提高稀疏三角方程组求解的并行性能,提出了在分层调度前通过近似最小度(approximate minimum degree,AMD)算法对系数矩阵进行重排序、在分层调度后对稀疏三角矩阵进行层排序的方法,降低了分层调度过程中产生的层数,优化了稀疏三角方程组求解的GPU内存访问模式.数值实验表明,与利用NVIDIA CUSPARSE实现的ICCG法相比,采用上述方法性能可以获得平均1倍以上的提升. 展开更多

关键词 不完全cholesky分解 预条件 共轭梯度法 重排序 图形处理器

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基于不完全Cholesky分解相关熵双谱的轴承故障诊断 被引量：4

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作者 李辉 郝如江 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期123-132,共10页

针对传统双谱难以有效处理强噪声干扰以及相关熵运算量大的问题,提出了一种基于不完全Cholesky分解相关熵和双谱分析的轴承故障诊断方法。该方法在不求出核矩阵的情况下,首先利用不完全Cholesky分解算法和核函数,计算核矩阵的低秩分解... 针对传统双谱难以有效处理强噪声干扰以及相关熵运算量大的问题,提出了一种基于不完全Cholesky分解相关熵和双谱分析的轴承故障诊断方法。该方法在不求出核矩阵的情况下,首先利用不完全Cholesky分解算法和核函数,计算核矩阵的低秩分解下三角矩阵;其次,利用Gini指数选取下三角矩阵的主分量,利用下三角矩阵的主分量计算核矩阵的低秩近似矩阵,进而计算信号的相关熵;最后,计算振动信号相关熵的双谱,根据相关熵的双谱特征识别轴承故障。通过不完全Cholesky分解算法和Gini指数计算信号的相关熵,不仅压缩了数据量,突出了轴承故障瞬态冲击特征,有效抑制了噪声的影响,而且提高了计算效率,减少了计算机内存占用量。通过仿真和试验轴承故障振动信号分析结果表明:强背景噪声会造成传统双谱故障诊断方法失效,而基于相关熵和双谱分析的轴承故障诊断方法,能在强噪声干扰背景中提取轴承故障瞬态冲击特征,准确识别轴承故障,其性能优于传统双谱和小波变换域双谱,为一种轴承故障诊断的有效方法。 展开更多

关键词 故障诊断 不完全cholesky分解 Gini指数 相关熵 双谱 轴承

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大型复线性方程组预处理双共轭梯度法 被引量：10

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作者 张永杰 孙秦 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第36期19-20,共2页

当复线性方程组的规模较大或系数矩阵的条件数很大时,系数矩阵易呈现病态特性,双共轭梯度法存在不收敛和收敛速度慢的潜在问题,采用适当的预处理技术,可以改善矩阵病态特性,加快收敛速度。从实型不完全Cholesky分解预处理方法出发,构造... 当复线性方程组的规模较大或系数矩阵的条件数很大时,系数矩阵易呈现病态特性,双共轭梯度法存在不收敛和收敛速度慢的潜在问题,采用适当的预处理技术,可以改善矩阵病态特性,加快收敛速度。从实型不完全Cholesky分解预处理方法出发,构造了一种针对复线性方程组的预处理方法,结合双共轭梯度法,给出了一种预处理双共轭梯度法。数值算例表明该算法求解速度快,可靠高效,能够应用于大型复线性方程组的求解。 展开更多

关键词 大型复线性方程组 不完全cholesky分解预处理 双共轭梯度法

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潮流计算雅可比矩阵预处理方法的比较研究 被引量：13

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作者 李晓华 厉吉文 +1 位作者 张林鑫 杨艳春 《继电器》 CSCD 北大核心 2005年第15期33-36,52,共5页

电力系统潮流计算中,对潮流雅可比矩阵进行预处理(preconditioning)的改进算法能提高算法的收敛性并能加快迭代收敛的速度;其中,预处理矩阵的选择是关键。通过应用Matlab对目前几种潮流计算预处理方法进行了仿真计算分析。仿真结果表明,... 电力系统潮流计算中,对潮流雅可比矩阵进行预处理(preconditioning)的改进算法能提高算法的收敛性并能加快迭代收敛的速度;其中,预处理矩阵的选择是关键。通过应用Matlab对目前几种潮流计算预处理方法进行了仿真计算分析。仿真结果表明,P-Q分解法是目前各种预处理方法中最有效的一种预处理方法,且系统越大,效果越明显。 展开更多

关键词 条件数 谱 预处理 不完全LU分解 潮流计算

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基于预处理共轭梯度法的电力系统机电暂态仿真 被引量：2

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作者 林济铿 仝新宇 +1 位作者 李杨春 郑卫洪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期93-99,共7页

把基于不完全LU分解的预处理共轭梯度法(ILUCG)用于电力系统暂态稳定仿真计算,提出了一种与矩阵方程直接求解法相结合的混合算法。该方法采用不完全LU分解对暂态稳定计算中的雅可比矩阵进行预处理,以改善其条件数;对预处理之后的方程组... 把基于不完全LU分解的预处理共轭梯度法(ILUCG)用于电力系统暂态稳定仿真计算,提出了一种与矩阵方程直接求解法相结合的混合算法。该方法采用不完全LU分解对暂态稳定计算中的雅可比矩阵进行预处理,以改善其条件数;对预处理之后的方程组,采用改进的共轭梯度法进行迭代求解,在系统收敛困难的情况下,改用直接求解法求解矩阵方程;在迭代过程中,充分利用当前已有的预处理后的等价雅可比矩阵进行迭代计算,而当雅可比矩阵及相关变量变化较大时,重新计算雅可比矩阵并进行相应的预处理操作,以提高算法的效率和计算速度;多个算例表明,对于电力系统暂态仿真的计算,本文算法的计算速度明显优于直接分解求解法和单纯的ILUCG,并易于在并行计算平台上实现,具有一定的实际应用前景。 展开更多

关键词 电力系统 暂态稳定 预处理共轭梯度法 迭代法 不完全LU分解

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预处理ICCG法求解稀疏病态方程组 被引量：3

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作者 于春肖 苑润浩 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期1-6,共6页

针对一般的对称正定线性代数方程组,首先给出了常用的不完全Cholesky分解预处理技术;然后通过改进对称逐次超松弛(SSOR)预处理矩阵形式提出SSOR-ICCG算法及其改进算法,并讨论了算法的收敛性;最后进行数值模拟仿真实验,数值结果表明,该... 针对一般的对称正定线性代数方程组,首先给出了常用的不完全Cholesky分解预处理技术;然后通过改进对称逐次超松弛(SSOR)预处理矩阵形式提出SSOR-ICCG算法及其改进算法,并讨论了算法的收敛性;最后进行数值模拟仿真实验,数值结果表明,该算法是有效可行的,且较之一般的预处理不完全Cholesky共轭梯度法(ICCG方法),该算法在求解稀疏病态方程组方面具有优越性. 展开更多

关键词 稀疏病态线性方程组 预处理技术 不完全因子分解 ICCG方法

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一种基于预处理共轭梯度法的给水管网水力计算方法 被引量：5

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作者 王美香 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2014年第3期92-96,共5页

提出了一种新的给水管网水力计算方法.该方法对给水管网系统的节点流量连续性方程进行重新构造,用改进的Cholesky分解方法对重新构造的矩阵进行三角分解,然后使用预处理共轭梯度法求解.经用供水管网模型进行验证并与EPANET软件的计算结... 提出了一种新的给水管网水力计算方法.该方法对给水管网系统的节点流量连续性方程进行重新构造,用改进的Cholesky分解方法对重新构造的矩阵进行三角分解,然后使用预处理共轭梯度法求解.经用供水管网模型进行验证并与EPANET软件的计算结果进行比较,结果表明:该算法共迭代5次,用时0.102 s,与EPANET混合节点-环方法的求解精度和速度非常接近,且弥补了EPANET软件的应用缺陷,可用于求解大型城市的给水管网系统. 展开更多

关键词 给水管网水力计算方法 预处理共轭梯度法 cholesky分解 混合节点-环方法

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用于求解粗网有限差分方程的优化并行预处理算法 被引量：1

10

作者 刘礼勋 朱凯杰 +1 位作者 郝琛 李富 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1805-1812,共8页

广义极小残差算法已被广泛应用于求解粗网有限差分方程,但该方法的计算效率取决于良好的预处理。简化对称超松弛与不完全LU分解的混合预处理是一种有效的预处理方法。为了进一步提升混合预处理方法的预处理效率,本文采用“改进的ILU分... 广义极小残差算法已被广泛应用于求解粗网有限差分方程,但该方法的计算效率取决于良好的预处理。简化对称超松弛与不完全LU分解的混合预处理是一种有效的预处理方法。为了进一步提升混合预处理方法的预处理效率,本文采用“改进的ILU分解”和“对角块矩阵的近似求逆”2种方法对混合预处理方法进行了优化。计算结果表明:在串行和并行环境下,优化后的预处理效果进一步提升;在能群结构较复杂的问题中,预处理耗时减少1/2。利用VERA problem#4基准题综合检验优化后的预处理算法,总计算耗时相比于优化之前减少了30%。优化后的预处理算法进一步提高了大规模并行计算环境下对粗网有限差分方程的预处理效率。 展开更多

关键词 粗网有限差分 广义极小残差算法 并行计算 预处理算法 混合预处理子 简化对称超松弛 不完全LU分解 修正不完全LU分解

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结构静力重分析预处理共轭梯度法的一种有效改进

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作者 刘海峰 李正光 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期971-974,共4页

考虑预处理共轭梯度法在结构静力重分析中的改进.利用增量刚度矩阵相对结构修改后刚度矩阵稀疏的特点,修改处理共轭梯度法的实施过程,以达到降低计算量、节省计算时间的目的.数值算例验证了该方法的有效性.

关键词 预处理共轭梯度法 静力重分析 稀疏性 cholesky分解

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预条件处理CG法大规模电力系统潮流计算 被引量：21

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作者 刘洋 周家启 +3 位作者 谢开贵 胡小正 程建翼 曾伟民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期89-94,共6页

研究了预条件处理的CG(ConjugateGradient)法求解大规模电力系统潮流方程的问题。采用预处理CG法代替传统的LU直接法对高维稀疏潮流方程进行求解,详细比较各种预条件处理技术对CG法潮流方程求解的效果,提出一种新的节点优化排序的Incomp... 研究了预条件处理的CG(ConjugateGradient)法求解大规模电力系统潮流方程的问题。采用预处理CG法代替传统的LU直接法对高维稀疏潮流方程进行求解,详细比较各种预条件处理技术对CG法潮流方程求解的效果,提出一种新的节点优化排序的IncompleteCholesky预处理方法,实验分析证明它是CG法快速求解潮流的一种十分有效的预处理方法。对IEEE-30、IEEE-118和多个合成的大规模电力系统进行潮流计算,结果表明:这种预处理方法比其它预处理方法需要更少的迭代次数和浮点运算次数,对超大规模电力系统潮流问题也比传统LU直接法更具速度和存储优势。在电力系统互联程度不断增加使其潮流计算面临大规模甚至超大规模计算压力时,该方法能够成为传统方法的一个替代。 展开更多

关键词 电力系统 潮流计算 预条件处理 CG法 不完全cholesky分解 优化排序

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预优矩阵及其构造技术 被引量：10

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作者 范啸涛 季光明 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期432-435,共4页

为达到预处理共轭梯度法 ( PCG)提高收敛速度 ,克服数值不稳定性目的 ,给出了构造预优矩阵的条件 ,并构造了三个典型的预优矩阵。它们是不完全 Cholesky因子预优矩阵 ,对角预优矩阵和利用 SSOR法导出的预优矩阵 ,且在 PCG中是应用效果... 为达到预处理共轭梯度法 ( PCG)提高收敛速度 ,克服数值不稳定性目的 ,给出了构造预优矩阵的条件 ,并构造了三个典型的预优矩阵。它们是不完全 Cholesky因子预优矩阵 ,对角预优矩阵和利用 SSOR法导出的预优矩阵 ,且在 PCG中是应用效果很好的预优矩阵。 展开更多

关键词 条件数 预处理共轭梯度法 不完全cholesky分解 对称逐次超松弛迭代法

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一种求解机组组合问题的内点半定规划GPU并行算法 被引量：6

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作者 张宁宇 高山 赵欣 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期126-131,138,共7页

针对内点法求解机组组合问题的半定规划（SDP）模型时大规模线性方程组计算时间太长的问题，提出一种基于图形处理器（GPU）的Krylov子空间并行算法。该算法采用预条件处理的拟最小残差法（QMR法），并以矩阵分块技术为基础。在CSR存储... 针对内点法求解机组组合问题的半定规划（SDP）模型时大规模线性方程组计算时间太长的问题，提出一种基于图形处理器（GPU）的Krylov子空间并行算法。该算法采用预条件处理的拟最小残差法（QMR法），并以矩阵分块技术为基础。在CSR存储格式下使用GPU实现Incomplete Cholesky并行预处理矩阵的计算。通过对不同规模线性方程组的计算分析表明，与传统的Ch01eskv直接法相比，QMR并行算法具有速度和存储优势．可获得良好的并行加速比。10-100机6个系统的仿真结果也表明，该SDP并行内点法在减少计算时间的同时可求得近似最优解。 展开更多

关键词 机组组合 半定规划 GPU QMR 不完全cholesky分解 并行算法 Krylov 线性规划

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鲁棒最小二乘孪生支持向量机及其稀疏算法

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作者 靳启帆 陈丽 +1 位作者 徐明亮 姜晓恒 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第18期78-89,共12页

最小二乘孪生支持向量机通过求解两个线性规划问题来代替求解复杂的二次规划问题,具有计算简单和训练速度快的优势。然而,最小二乘孪生支持向量机得到的超平面易受异常点影响且解缺乏稀疏性。针对这一问题,基于截断最小二乘损失提出了... 最小二乘孪生支持向量机通过求解两个线性规划问题来代替求解复杂的二次规划问题,具有计算简单和训练速度快的优势。然而,最小二乘孪生支持向量机得到的超平面易受异常点影响且解缺乏稀疏性。针对这一问题,基于截断最小二乘损失提出了一种鲁棒最小二乘孪生支持向量机模型,并从理论上验证了模型对异常点具有鲁棒性。为使模型可处理大规模数据,基于表示定理和不完全Cholesky分解得到了新模型的稀疏解,并提出了适合处理带异常点的大规模数据的稀疏鲁棒最小二乘孪生支持向量机算法。数值实验表明,新算法比已有算法分类准确率、稀疏性、收敛速度分别提高了1.97%~37.7%、26~199倍和6.6~2 027.4倍。 展开更多

关键词 鲁棒最小二乘孪生支持向量机 截断最小二乘损失函数 不完全cholesky分解 表示定理 稀疏解

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基于ICCG法的飞行器部件强度校核快速计算方法

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作者 许新鹏 胡斌星 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2020年第S02期624-627,637,共5页

为满足可重复使用飞行器结构故障快速校核计算的求解要求,以GPU(Graphics Processing Unit)作为协处理器,利用其高度并行化、高显存带宽的优势完成稀疏线性方程组的加速求解。鉴于线性方程组的求解最为耗时,采用不完全Cholesky分解的共... 为满足可重复使用飞行器结构故障快速校核计算的求解要求,以GPU(Graphics Processing Unit)作为协处理器,利用其高度并行化、高显存带宽的优势完成稀疏线性方程组的加速求解。鉴于线性方程组的求解最为耗时,采用不完全Cholesky分解的共轭梯度法(ICCG)完成机翼算例的计算,在GTX1060显卡上较E31230V5有最高约25倍的加速比。结果表明,基于CUDA的ICCG算法能够满足至少60000阶矩阵的飞行器有限元模型的相关计算。 展开更多

关键词 CUDA 稀疏矩阵 共轭梯度法 不完全cholesky分解

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