解大型稀疏线性方程组的一种有效并行ICCG法 被引量：7

1

作者 舒继武 赵金熙 张德富 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 1999年第7期30-31,34,共3页

该文分析了不完全Cholesky分解预处理共轭梯度（ICCG）法各部分的计算量，给出了占ICCG法主要计算时间的解预处理方程的并行算法，它既有比目前迭代算法快的收敛速度，又有较好的并行度。

关键词 稀疏线性方程组 ICCG法 并行迭代

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预优矩阵及其构造技术 被引量：10

2

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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大型复线性方程组预处理双共轭梯度法 被引量：10

3

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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求解大型稀疏线性方程组的不完全SAOR预条件共轭梯度法 被引量：4

4

作者 温瑞萍 孟国艳 王川龙 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期712-718,共7页

预条件共轭梯度法是求解大型稀疏线性方程组的有效方法之一,SSOR预条件方法是基于矩阵分裂的较有效的预条件共轭梯度法。通过矩阵分裂,本文讨论不完全SAOR预条件方法,研究此方法的预条件因子及系数矩阵的预条件数,并证明了此方法的预条... 预条件共轭梯度法是求解大型稀疏线性方程组的有效方法之一,SSOR预条件方法是基于矩阵分裂的较有效的预条件共轭梯度法。通过矩阵分裂,本文讨论不完全SAOR预条件方法,研究此方法的预条件因子及系数矩阵的预条件数,并证明了此方法的预条件数小于SSOR预条件方法的预条件数。最后通过求解离散化波松(Poisson)方程组表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 不完全SAOR 预条件共轭梯度法 条件数

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不完全乔莱斯基分解预优共轭梯度的模型 被引量：3

5

作者 沈焕锋 李平湘 张良培 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第17期15-18,共4页

在超分辨率影像重建中,基于最大后验估计(MAP)框架的重建方法具有较大的优势,应用非常广泛。然而,常用的迭代求解方法如最速下降法、共轭梯度法等收敛速度慢、处理时间长,经常难以满足实际处理的需要。该文在MAP框架的基础上,提出了基... 在超分辨率影像重建中,基于最大后验估计(MAP)框架的重建方法具有较大的优势,应用非常广泛。然而,常用的迭代求解方法如最速下降法、共轭梯度法等收敛速度慢、处理时间长,经常难以满足实际处理的需要。该文在MAP框架的基础上,提出了基于不完全乔莱斯基分解预优共轭梯度的模型求解方法,即在迭代求解过程中利用不完全乔莱斯基分解构造预优矩阵,降低系数矩阵的条件数,从而提高收敛速度,节省处理时间。实验结果证明,该方法是有效的、可行的。 展开更多

关键词 超分辨率鼋建 预优共轭梯度 不完全乔莱斯基分解

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稀疏线性方程组不完全分解预条件方法 被引量：7

6

作者 李晓梅 吴建平 《计算机工程与科学》 CSCD 2006年第8期59-62,共4页

稀疏线性方程组的高效求解在科学计算与工程应用中起着十分重要的作用。本文系统介绍一般稀疏线性方程组和块三对角线性方程组的不完全预条件构造技术,同时介绍我们提出的多行双门槛不完全分解预条件子MRILUT和局部块不完全分解预条件子... 稀疏线性方程组的高效求解在科学计算与工程应用中起着十分重要的作用。本文系统介绍一般稀疏线性方程组和块三对角线性方程组的不完全预条件构造技术,同时介绍我们提出的多行双门槛不完全分解预条件子MRILUT和局部块不完全分解预条件子LBF2(l)构造方法,并将它们应用于二维三温能量方程组的离散求解与二维Laplace微分方程的离散求解中,取得了满意的结果。 展开更多

关键词 预条件技术 不完全分解预条件方法 稀疏线性方程组

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大区域地下水模拟的预优并行GMRES(m)算法研究 被引量：3

7

作者 黄林显 邵景力 +2 位作者 崔亚莉 程汤培 李玲 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期614-619,共6页

大区域研究区由于涉及范围大、水文地质参数复杂多变,一直是进行地下水数值模拟的热点和难点。针对大区域地下水模拟的特点,在MPI环境中对Krylov子空间GMRES(m)算法的并行性进行分析,提出基于区域分解法的并行实现策略,并对不同的预条... 大区域研究区由于涉及范围大、水文地质参数复杂多变,一直是进行地下水数值模拟的热点和难点。针对大区域地下水模拟的特点,在MPI环境中对Krylov子空间GMRES(m)算法的并行性进行分析,提出基于区域分解法的并行实现策略,并对不同的预条件子的加速效果进行比较。数值实验结果表明:并行GMRES(m)算法在求解大区域三维地下水模型时可以显著的加快求解速度,且具有较好的可扩展性。另外,Jacobi预条件子与GMRES算法的组合具有更优的加速比和执行效率,是一种求解大型化、复杂化地下水水流问题的可行方案。 展开更多

关键词 大区域地下水模拟 区域分解法 并行GMRES(m)算法 预条件技术

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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

8

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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绕旋转圆柱流动涡尾流结构和临界状态特性 被引量：5

9

作者 凌国平 凌国灿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第1期8-16,共9页

采用作者提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法，结合高阶隐式差分格式，和以修正的不完全ＬＵ分解为预处理器的共轭梯度法作求解器．系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，旋转速度比ａ∈（０．５，３．２５）范围内，绕... 采用作者提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法，结合高阶隐式差分格式，和以修正的不完全ＬＵ分解为预处理器的共轭梯度法作求解器．系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，旋转速度比ａ∈（０．５，３．２５）范围内，绕旋转圆柱从突然起动到充分发展，长时间内尾流旋涡结构和阻力、升力系数的变化规律．计算所得流动图案与实验流场显示符合很好．数值试验证实了临界状态的存在，并首次给出了临界状态时的旋涡结构特性。 展开更多

关键词 旋转圆柱 涡尾流 有限差分法 涡法

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预处理ICCG法求解稀疏病态方程组 被引量：3

10

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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MILU-CG方法和绕旋转圆柱流动的数值研究 被引量：3

11

作者 凌国平 凌国灿 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第8期731-739,共9页

本文采用以修正的不完全ＬＵ分解作预处理器的共轭梯度法（ＭＩＬＵ＿ＣＧ），结合高阶隐式差分格式，改进了作者（１９９２）提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法（ＨＤＶ）·系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，... 本文采用以修正的不完全ＬＵ分解作预处理器的共轭梯度法（ＭＩＬＵ＿ＣＧ），结合高阶隐式差分格式，改进了作者（１９９２）提出的基于区域分解、有限差分法与涡法杂交的数值方法（ＨＤＶ）·系统地研究了雷诺数Ｒｅ＝１０００，２００，旋转速度比α∈（０５，３２５）范围内，绕旋转圆柱从突然起动到充分发展，长时间内尾流旋涡结构和阻力、升力系数的变化规律·计算所得流线与实验流场显示相比，完全吻合·首次揭示了临界状态时的旋涡结构特性。 展开更多

关键词 旋转圆柱 涡结构 MILU-CG法 非定常流动

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求解病态线性方程组的预处理精细积分法 被引量：18

12

作者 富明慧 李勇息 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第4期462-469,共8页

为降低病态线性方程组系数矩阵的条件数,根据矩阵行(列)均衡的思想,提出行(列)的1-范数均衡法,并扩展为范数均衡法.然后,将范数均衡法与精细积分法相结合,给出求解病态线性方程组的范数均衡预处理精细积分法.数值结果表明,经过范数均衡... 为降低病态线性方程组系数矩阵的条件数,根据矩阵行(列)均衡的思想,提出行(列)的1-范数均衡法,并扩展为范数均衡法.然后,将范数均衡法与精细积分法相结合,给出求解病态线性方程组的范数均衡预处理精细积分法.数值结果表明,经过范数均衡预处理后精细积分法求解病态方程的精度(有效数字增加5个以上)和效率(迭代次数降低15次左右)均能得到显著提高,适用范围在一定程度上也有所扩展.在上述方法中,以1-范数均衡预处理精细积分法效果最为显著. 展开更多

关键词 范数 均衡 预处理 精细积分法 病态线性方程组

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基于m次重启的简化广义最小残差法的电力系统暂态稳定仿真 被引量：1

13

作者 林济铿 吴鹏 +2 位作者 章建新 刘涛 郑卫洪 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期96-100,共5页

提出了一种基于m次重启的简化广义最小残差法(simpler generalized minimal residual algorithm of m times restart,SGMRES(m))的电力系统暂态稳定仿真新算法,即采用SGMRES(m)方法对暂态稳定仿真中形成的线性方程组进行求解,通过修正... 提出了一种基于m次重启的简化广义最小残差法(simpler generalized minimal residual algorithm of m times restart,SGMRES(m))的电力系统暂态稳定仿真新算法,即采用SGMRES(m)方法对暂态稳定仿真中形成的线性方程组进行求解,通过修正标准正交基的生成过程,使得m阶上Hessenberg矩阵成为上三角矩阵。这样,只要通过简单的上三角线性方程组的求解即可求得解的修正量,避免了求解广义最小残差法每次迭代中的最小二乘问题,从而有效地减少了计算量。为进一步加快计算速度,文中算法进一步结合了伪牛顿策略和不完全LU预处理技术。多个算例的计算结果表明,所提出方法是有效的。 展开更多

关键词 电力系统仿真 暂态稳定性 基于m次重启的简 化广义最小残差法 不完全LU预处理 伪牛顿法

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应用预处理AWE技术快速计算导体目标宽带RCS 被引量：1

14

作者 聂文艳 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第10期235-238,共4页

应用渐近波形估计技术计算目标宽带雷达散射截面(RCS),可有效提高计算效率。然而当目标为电大尺寸时,阻抗矩阵求逆运算将十分耗时,甚至无法计算。提出使用Krylov子空间迭代法取代矩阵逆来求解大型矩阵方程,应用双门槛不完全LU分解预处... 应用渐近波形估计技术计算目标宽带雷达散射截面(RCS),可有效提高计算效率。然而当目标为电大尺寸时,阻抗矩阵求逆运算将十分耗时,甚至无法计算。提出使用Krylov子空间迭代法取代矩阵逆来求解大型矩阵方程,应用双门槛不完全LU分解预处理技术降低迭代求解所需的迭代次数。数值计算表明,该方法结果与矩量法逐点求解结果吻合良好,并且计算效率大大提高。 展开更多

关键词 雷达散射截面(RCS) 渐近波形估计(AWE) 不完全LU预处理 矩量法

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求解大型非对称稀疏线性方程组的FIMinpert算法 被引量：1

15

作者 孙蕾 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第21期63-67,93,共6页

在Krylov子空间方法日益流行的今天,提出了又一求解大型稀疏线性方程组的Krylov子空间方法:灵活的IMinpert算法(即FIMinpert算法)。FIMinpert算法是在Minpert算法的截断版本即IMinpert算法的基础上结合右预处理技术,对原方程组作某些预... 在Krylov子空间方法日益流行的今天,提出了又一求解大型稀疏线性方程组的Krylov子空间方法:灵活的IMinpert算法(即FIMinpert算法)。FIMinpert算法是在Minpert算法的截断版本即IMinpert算法的基础上结合右预处理技术,对原方程组作某些预处理来降低系数矩阵的条件数,从而大大加快迭代方法的收敛速度。给出了新算法的详细的理论推理过程和具体执行,并且通过数值实验表明,FIMinpert算法的收敛速度确实比IMinpert算法和GMRES算法快得多。 展开更多

关键词 非对称线性方程组 KRYLOV子空间方法 最小联合向后扰动 IMinpert算法 右预处理技术 不完全正交化过程

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区域分解预处理器研究及其在地下水模拟中的应用

16

作者 王佩 朱国荣 +1 位作者 江思珉 孙斌堂 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期753-760,共8页

地下水数值计算中,如何提高大型稀疏线性代数方程组的求解效率一直备受关注.条件预处理共轭梯度方法是求解大型稀疏线性代数方程组的有效方法,而如何构造高效的预处理器至关重要.本文基于有限元理论介绍了区域分解预处理器(domain decom... 地下水数值计算中,如何提高大型稀疏线性代数方程组的求解效率一直备受关注.条件预处理共轭梯度方法是求解大型稀疏线性代数方程组的有效方法,而如何构造高效的预处理器至关重要.本文基于有限元理论介绍了区域分解预处理器(domain decomposition preprocessor,DDP)的设计原理及实现过程,将其与预处理共轭梯度法结合为区域分解预处理共轭梯度法(DDP-PCG)并应用于地下水模拟中.文中首先采用具有解析解的均质稳定流模型验证了DDP-PCG的可靠性;接着对该模型研究区进行不同规模网格剖分,均采用CG,Jacobi-PCG,SSOR-PCG,DDP-PCG求解,结果表明DDP-PCG迭代收敛次数几乎不随网格规模发生变化,具有很强的鲁棒性;随着网格规模的增加,DDP-PCG求解效率优势更加显著.最后针对承压含水层介质参数连续变化和突变两种非均质问题,对研究区进行大规模网格剖分,进一步证明在相同误差限下,DDP-PCG的求解效率高于其它三种方法. 展开更多

关键词 区域分解预处理器 预处理共轭梯度法 有限元方法 地下水模拟

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基于不完全LU分解预处理迭代法的电力系统潮流算法 被引量：19

17

作者 唐坤杰 董树锋 宋永华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第S1期55-62,共8页

随着电力系统规模日益增大,对潮流计算速度与实时性的要求相应提高。为了适应大规模电力系统潮流计算需求,根据Krylov子空间思想,提出了一种基于迭代法求解线性方程组的潮流算法,该算法利用不完全LU分解作为预处理,并采用CPU-GPU异构运... 随着电力系统规模日益增大,对潮流计算速度与实时性的要求相应提高。为了适应大规模电力系统潮流计算需求,根据Krylov子空间思想,提出了一种基于迭代法求解线性方程组的潮流算法,该算法利用不完全LU分解作为预处理,并采用CPU-GPU异构运算架构,根据CPU和GPU的不同特点,将潮流算法分为CPU处理部分和GPU处理部分,其中GPU用于并行处理计算量最为密集的线性方程组求解步骤,CPU用于处理潮流算法的其他步骤,实现快速求解。算例表明,所提算法收敛性能稳定、收敛速度快、算法效率高,在系统规模较大时,与传统基于LU分解的潮流算法相比具有明显优势,能够满足大规模电网在线潮流计算的需求,具有工程应用价值。 展开更多

关键词 KRYLOV子空间 不完全LU分解 大规模稀疏线性方程组 潮流计算 CPU-GPU异构运算架构

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基于GPU的高效稀疏矩阵存储格式研究 被引量：9

18

作者 程凯 田瑾 马瑞琳 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期54-60,共7页

针对基于GPU求解大规模稀疏线性方程组的问题,提出一种稀疏矩阵的存储格式HEC,并应用该格式在统一计算设备架构(CUDA)平台上实现不完全LU分解的预条件共轭梯度(ILUCG)法。该存储格式由ELL与CSR格式混合而成,将其以调用GPU kernel的方式... 针对基于GPU求解大规模稀疏线性方程组的问题,提出一种稀疏矩阵的存储格式HEC,并应用该格式在统一计算设备架构(CUDA)平台上实现不完全LU分解的预条件共轭梯度(ILUCG)法。该存储格式由ELL与CSR格式混合而成,将其以调用GPU kernel的方式实现ILUCG法并应用于大型稀疏线性系统的求解中,可提高稀疏矩阵的存储效率,减少稀疏矩阵与向量乘(SpMV)的运算时间。实验结果表明,与目前广泛使用的基于CSR和HYB存储格式并调用CUSPARSE库函数的实现方式相比,该实现方式最优可得10.4%的加速效果,并且具有良好的SpMV运算性能。 展开更多

关键词 图像处理单元 CUSPARSE库 HEC存储格式 稀疏矩阵与向量乘 不完全LU分解 预条件共轭梯度法

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预处理共轭梯度算法异构并行求解及优化 被引量：1

19

作者 张琨 贾金芳 +2 位作者 黄建强 王晓英 严文昕 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2022年第10期2040-2045,共6页

共轭梯度算法是求解对称正定线性系统的重要方法之一,该算法求解问题通常具有稀疏性.随着问题规模的不断增大,单CPU因其存储及计算能力限制已经不能满足大规模稀疏线性方程组求解的实时需求.基于此,本文提出一种基于CPU+GPU异构平台的MP... 共轭梯度算法是求解对称正定线性系统的重要方法之一,该算法求解问题通常具有稀疏性.随着问题规模的不断增大,单CPU因其存储及计算能力限制已经不能满足大规模稀疏线性方程组求解的实时需求.基于此,本文提出一种基于CPU+GPU异构平台的MPI+CUDA异构并行求解算法.首先,对共轭梯度算法进行了热点性能分析,说明该算法求解时存在的计算困难及挑战;然后,根据共轭梯度算法特性进行了任务划分,实现异构并行算法设计;最后,针对异构并行算法中存在的通信开销、数据传输开销和存储器访问开销等问题,对异构并行算法进行优化以进一步提升求解效率及性能.实验结果表明,与MPI并行和CUDALib并行相比,MPI+CUDA异构混合并行在串行计算部分较少的Jacobi预处理共轭梯度算法上分别获得336%和33%的性能提升,在串行计算部分较多的ILU预处理共轭梯度算法上也能分别获得25%和7%的性能提升,同时结果还显示MPI+CUDA混合并行随着节点数目的增加具有一定可扩展性. 展开更多

关键词 对称正定线性系统 共轭梯度算法 预处理技术 异构并行

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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

20

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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