拟极小残差法在GPU上的优化研究

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作者 赵宁 秦策 徐玉聪 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第7期219-222,共4页

随着GPU在高性能计算领域更多地用于科学计算,采用GPU技术对大型稀疏线性方程组进行计算,从而满足人们对计算速度和计算精度要求的提高。NVIDIA Fermi架构的开发,大大提升了GPU的双精度浮点运算能力。拟极小残差法(QMR)作为高性能计算... 随着GPU在高性能计算领域更多地用于科学计算,采用GPU技术对大型稀疏线性方程组进行计算,从而满足人们对计算速度和计算精度要求的提高。NVIDIA Fermi架构的开发,大大提升了GPU的双精度浮点运算能力。拟极小残差法(QMR)作为高性能计算领域中的重要迭代算法,基于求解稀疏代数方程组对ELL算法进行GPU优化。通过对不同规模线性方程组计算分析表明,QMR-GPU的性能提升为原始QMR的3.5倍,与传统的BICG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。 展开更多

关键词 并行计算 拟极小残差法 统一计算设备架构

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快速多极边界元进行大规模数值计算 被引量：1

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作者 戴呈豪 何锃 +1 位作者 彭伟才 吕浚潮 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期229-234,共6页

快速多极边界元是近些年发展起来的边界元新型算法。在保持求解精度不变的前提下,快速多极边界元的计算量和存储量都比常规边界元有数量级上的减少,从而使在普通台式机上求解大规模问题成为可能。文中采用一种新的弹性力学快速多极边界... 快速多极边界元是近些年发展起来的边界元新型算法。在保持求解精度不变的前提下,快速多极边界元的计算量和存储量都比常规边界元有数量级上的减少,从而使在普通台式机上求解大规模问题成为可能。文中采用一种新的弹性力学快速多极边界元格式,使展开系数和传递关系得以简化。通过算例将新的方法与常规边界元进行比较,验证其精确性和高效性。在普通台式机上完成了含大量随机分布孔洞的平板的大规模数值计算。 展开更多

关键词 边界元 快速多极算法 树结构 广义极小残差法 数值计算

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模糊互补问题均衡解的存在性 被引量：1

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作者 万中 沈贤龙 陈晓红 《高校应用数学学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2012年第2期220-227,共8页

为研究模糊线性互补问题均衡解的存在性,在引入模糊R_0矩阵概念的基础上,给出了模糊R_0矩阵的等价性条件,在此基础上研究了模糊R_0矩阵的性质,给出了由任一R_0矩阵和零模糊矩阵构造模糊R_0矩阵和由一般的非R_0矩阵构造模糊R_0矩阵的方法.

关键词 模糊R_0矩阵 模糊互补问题 模糊可能性 残差极小

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随机线性互补问题的无约束优化再定式 被引量：1

4

作者 吴学谦 李声杰 《数学年刊（A辑）》 CSCD 北大核心 2019年第1期43-54,共12页

针对随机线性互补问题,提出等价的无约束优化再定式模型,即由D-间隙函数定义的确定性的无约束期望残差极小化问题.通过拟Monte Carlo方法,将样本进行了推广,得到了相关的离散近似问题.在适当的条件下,提出了最优解存在的充分条件,以及... 针对随机线性互补问题,提出等价的无约束优化再定式模型,即由D-间隙函数定义的确定性的无约束期望残差极小化问题.通过拟Monte Carlo方法,将样本进行了推广,得到了相关的离散近似问题.在适当的条件下,提出了最优解存在的充分条件,以及探究了离散近似问题的最优解及稳定点的收敛性.另外,在针对一类带有常系数矩阵的随机互补线性问题,研究了解存在的充要条件. 展开更多

关键词 随机线性互补问题 无约束期望残差极小化 拟Monte CARLO方法

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基于二维非结构网格的GMRES隐式算法 被引量：5

5

作者 李春娜 叶正寅 王刚 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期630-635,共6页

将广义极小残差GMRES(Generalized Minimum RESidual)隐式算法应用到二维非结构网格上,并结合LU-SGS(Lower Upper-Symmetric Gauss-Seidel)方法对所求解方程组的残值向量进行预处理,发展了一套高效、可靠的二维Euler方程的求解器。NACA0... 将广义极小残差GMRES(Generalized Minimum RESidual)隐式算法应用到二维非结构网格上,并结合LU-SGS(Lower Upper-Symmetric Gauss-Seidel)方法对所求解方程组的残值向量进行预处理,发展了一套高效、可靠的二维Euler方程的求解器。NACA0012翼型和某四段翼型的2个算例,表明该隐式算法的计算效率要比传统的四步Runge-Kutta显式算法高出几十倍,与LU-SGS隐式算法的效率相比,该算法的效率高出近1个量级。应用了重启型的GMRES算法,并对2种构造系数Jacobian矩阵的方法进行了比较。 展开更多

关键词 广义极小残差隐式算法 非结构网格 LU—SGS算法 重启型的GMRES算法

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GMRES算法在悬停旋翼数值模拟中的应用 被引量：2

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作者 罗东明 陈平剑 吴希明 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期471-476,共6页

发展了一种基于广义极小残差(GMRES)算法的悬停旋翼数值模拟方法,并对GMRES算法中矩阵与向量乘积的两种计算方法进行了分析和讨论。应用该方法在旋转坐标系中采用非结构混合网格和格点格式有限体积法对以绝对速度为变量的欧拉方程进行... 发展了一种基于广义极小残差(GMRES)算法的悬停旋翼数值模拟方法,并对GMRES算法中矩阵与向量乘积的两种计算方法进行了分析和讨论。应用该方法在旋转坐标系中采用非结构混合网格和格点格式有限体积法对以绝对速度为变量的欧拉方程进行了直接求解,其中对流项的离散应用了基于Roe的Riemann近似解的迎风格式。对Caradonna-Tung旋翼跨声速悬停流场进行了数值模拟,计算结果与相关实验数据吻合较好,并与LU-SGS方法进行了对比,表明GMRES算法可以有效地加速流场的收敛,提高计算效率。 展开更多

关键词 广义极小残差算法 悬停旋翼 EULER方程

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二维定常湍流计算中的GMRES算法 被引量：13

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作者 宁方飞 徐力平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期442-451,共10页

在以前工作的基础上将广义极小残差（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　ＲＥＳｉｄｕａｌ（ＧＭＲＥＳ））算法发展到用于求解二维可压　Ｆａｖｉｅｒ平均　Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组．控制方程经　Ｎｅｗｔｏｎ线化处... 在以前工作的基础上将广义极小残差（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　ＲＥＳｉｄｕａｌ（ＧＭＲＥＳ））算法发展到用于求解二维可压　Ｆａｖｉｅｒ平均　Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组．控制方程经　Ｎｅｗｔｏｎ线化处理后构成近似的线性系统，然后采用分别耦合了ＬＵＳＧＳ和ＩＬＵ两种预处理矩阵的ＧＭＲＥＳ算法求解．Ｓｐａｌａｒｔ－Ａｌｌｍａｒａｓ湍流模型被用来封闭流体控制方程组，采用与流体控制方程非耦合的方式，使用ＬＵＳＧＳ方法求解．对ＧＭＲＥＳ算法中矩阵－向量的乘积采用了有限插分方法，从而避免了精确的左端系数矩阵的计算和存储．对预处理矩阵的两种使用方法（左预处理和右预处理）进行了分析和讨论．用两个算例对ＬＵＳＧＳ和ＩＬＵ两种预处理矩阵进行了比较，同时探讨了左预处理和右预处理各自的优缺点．通过对Ｓａｊｂｅｎ扩压器和ＮＡＣＡ００１２有攻角流动的计算，表明带有预处理的ＧＭＲＥＳ算法在二维定常跨音黏性流动计算中相比于得到广泛应用的ＤＤＡＤＩ方法具有很大优势，左预处理要优于右预处理． 展开更多

关键词 NAVIER-STOKES方程 广义极小残差算法 预处理 LUSGS预处理 ILU预处理 二维定常湍流 Newton线化 有限插分法 Sajben扩压器 计算流体力学

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广义耦合Sylvester矩阵方程的对称-反对称最小二乘解 被引量：2

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作者 梁开福 刘建州 《应用数学》 CSCD 北大核心 2011年第4期746-753,共8页

本文主要研究极小残差问题=min关于X对称-Y反对称解的迭代算法.本文首先给出等价于极小残差问题的规范方程,然后,提出求解此规范方程的对称-反对称解的迭代算法.在不考虑舍入误差的情况下,任取一个初始的对称-反对称矩阵对(X0,Y0),该算... 本文主要研究极小残差问题=min关于X对称-Y反对称解的迭代算法.本文首先给出等价于极小残差问题的规范方程,然后,提出求解此规范方程的对称-反对称解的迭代算法.在不考虑舍入误差的情况下,任取一个初始的对称-反对称矩阵对(X0,Y0),该算法都可以在有限步内求得该极小残差问题的对称-反对称解.最后讨论该问题的极小范数对称-反对称解. 展开更多

关键词 矩阵方程 极小残差问题 迭代算法 最小二乘解 对称-反对称解

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大规模MIMO系统中基于TFQMR的低复杂度信号检测算法 被引量：1

9

作者 陈洪燕 李刚 景小荣 《电讯技术》 北大核心 2021年第3期353-358,共6页

在大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统上行链路检测算法中,最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)算法可取得近似最优的性能,然而MMSE算法涉及高维矩阵求逆问题,其计算复杂度高达O(K 3),其中K表示用... 在大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统上行链路检测算法中,最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)算法可取得近似最优的性能,然而MMSE算法涉及高维矩阵求逆问题,其计算复杂度高达O(K 3),其中K表示用户数。为此,针对极化信道编码的大规模MIMO系统,基于无转置极小残差(Transpose-Free Quasi-Minimal Residual,TFQMR)方法,提出了一种低复杂度次优信号检测算法。该算法有效地避免了矩阵求逆运算,使其计算复杂度降至约O(K 2)。仿真结果表明,基于TFQMR的信号检测算法的误比特率性能与计算复杂度均优于基于Neumann级数展开的信号检测算法;同时,最多经5次迭代该方法可取得接近MMSE检测算法的性能。 展开更多

关键词 大规模MIMO 信号检测 最小均方误差 无转置极小残差

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三维互连阻抗的混合边界积分方程提取算法

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作者 巩方 喻文健 +1 位作者 严昌浩 王泽毅 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1252-1258,共7页

基于混合边界元三维互连阻抗提取方法,针对其离散线性方程组的特点,提出有效的稀疏矩阵组织和矩阵行列调整技术,以及一种预条件迭代求解技术,这些技术结合起来形成了一种有效的三维互连阻抗提取算法.该算法在保证计算精度的同时,速度优... 基于混合边界元三维互连阻抗提取方法,针对其离散线性方程组的特点,提出有效的稀疏矩阵组织和矩阵行列调整技术,以及一种预条件迭代求解技术,这些技术结合起来形成了一种有效的三维互连阻抗提取算法.该算法在保证计算精度的同时,速度优于MIT最新的提取算法FastImp.最后通过2个典型互连结构的数值实验验证了该算法的有效性. 展开更多

关键词 边界元方法 阻抗提取 FastImp 混合边界元方法 广义极小残差算法 预条件

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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

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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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三维MOC的球床堆芯CMFD加速研究 被引量：2

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作者 文宇晨 郝琛 +1 位作者 郭建 王毅箴 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1712-1718,共7页

为了解决稀疏长特征线方法在加速效果,特别是降低计算时间上仍存在的不足,本文使用基于广义等价理论的粗网有限差分方法作为三维特征线方法的加速算法,并开发粗网有限差分方法模块用于加速MOCP程序的精细化输运计算。MOCP程序开发三维... 为了解决稀疏长特征线方法在加速效果,特别是降低计算时间上仍存在的不足,本文使用基于广义等价理论的粗网有限差分方法作为三维特征线方法的加速算法,并开发粗网有限差分方法模块用于加速MOCP程序的精细化输运计算。MOCP程序开发三维特征线方法模块针对球床式反应堆进行精细化输运计算,并使用稀疏长特征线方法加速3D-MOC。根据MOCP中构造实体几何建模方法处理球床区域中燃料球细网与粗网的映射关系以保证粗网均匀化参数的准确计算。最后用不同堆型、不同几何模型对粗网有限差分方法加速模块与球床处理模块进行验证,保证粗网与细网严格对应的同时,使3D-MOC整体迭代次数与计算耗时减少约90%。计算结果表明该模块正确且拥有良好的加速效果。 展开更多

关键词 特征线方法 构造实体几何方法 精细化中子输运计算 粗网有限差分 广义极小残差算法 广义等价理论 迭代加速 球床式高温气冷堆

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张量积型Said-Ball曲面的预处理渐近迭代逼近法

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作者 全浩荣 刘成志 +2 位作者 李军成 杨炼 胡丽娟 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期682-690,共9页

为加快张量积型Said-Ball曲面渐近迭代逼近法的收敛速度,探讨了张量积型Said-Ball曲面渐近迭代逼近法的预处理技术。首先利用对角补偿约化技术构造了预处理子,然后结合矩阵Kronecker积性质,采取预处理渐近迭代逼近法求解张量积型Said-B... 为加快张量积型Said-Ball曲面渐近迭代逼近法的收敛速度,探讨了张量积型Said-Ball曲面渐近迭代逼近法的预处理技术。首先利用对角补偿约化技术构造了预处理子,然后结合矩阵Kronecker积性质,采取预处理渐近迭代逼近法求解张量积型Said-Ball曲面。为进一步降低计算量并提高算法的稳定性,利用广义极小残差法求解预处理方程,得到预处理渐近迭代逼近法的非精确求解方法。分析了预处理渐近迭代逼近法及非精确求解方法的收敛性。最后用数值实例说明预处理子能大大减小迭代矩阵的谱半径,令预处理技术及其非精确求解方法的计算效率明显提高。此外,由于对角补偿预处理子能改善配置矩阵的谱分布,因此也可用于对广义极小残差法的预处理,以改善其收敛性。 展开更多

关键词 Said-Ball曲面 预处理技术 渐近迭代逼近法 广义极小残差法

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奇异线性系统Drazin逆解的DQMR算法

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作者 邓勇 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期469-473,共5页

近年来,关于奇异线性系统Drazin逆解的算法引起了众多学者的广泛关注,并获得了依赖于Krylov子空间的大量研究成果.然而,Krylov子空间法十分繁琐且解决奇异线性不相容系统十分困难.基于此,利用投影法给出了相容或非相容奇异线性系统Ax=b... 近年来,关于奇异线性系统Drazin逆解的算法引起了众多学者的广泛关注,并获得了依赖于Krylov子空间的大量研究成果.然而,Krylov子空间法十分繁琐且解决奇异线性不相容系统十分困难.基于此,利用投影法给出了相容或非相容奇异线性系统Ax=b的Drazin逆解的DQMR算法,其中A∈?n×n是一个具有任意指标的奇异Hermitian矩阵. DQMR算法'类似'于非奇异系统的QMR算法. 展开更多

关键词 奇异线性系统 DGMRES算法 拟极小残差法 Drazin逆解 Krylov子空间法

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