关于并行迭代区域分解算法的松弛因子

1引言考虑二阶椭圆型Dirichlet边值问题的弱形式,求u∈H_0~1(Ω)使得a(u,v)=(f,v),(?) v∈H_0~1(Ω),(1)其中Ω是平面多角形区域,f∈L~2(Ω),(f,v)=∫_Ωfvdx,a(u,v)=∫_Ω(sum from i,j=1 to 2 a_(ij)(?)u/(?)x_i(?)等 a_0uv)dx,其中[a_(ij)]在Ω上对称一致正定,a_(ij)在Ω上分片连续有界,a_0≥0．由Lax-Milgram引理,问题(1)在H_0~1(Ω)中有唯一解．     

具单调收敛性的区域分解法

1 引言 区域分解法和多重网格法都被认为是求解椭圆边值问题的快速算法.这两类算法也先 后应用于变分不等式的求解并获得了较为成功的数值尝试,收敛性理论也相继建 立.但是和用于方程问题不同,建立相应的h无关收敛性理论甚至更初步的收敛率分析遇到 一定的困难.九十年代初,Kornhuber针对变分不等式第一边值问题及摩擦问题进一步 讨论了多重网格法的收敛性质并在其离散问题非退化情形证明了渐近几何收敛速度,但仍 未见到有关h无关收敛性.区域分解法起步稍晚,但自八十年代末Lions给出了Schwarz交 替法的变分解释以来发展很快.Kuznetsov等人于九十年代初证明了乘性 Schwarz和加性Schwarz算法用于求解单边障碍问题时单调收敛于解.在同样条件下, [13]得到了误差估计式并利用无约束情形的有关结果得到了h无关收敛性.但是,在前述 的各种区域分解法中,子问题的求解都是精确的,因此在子域上费时较多而且在数值上也往 往只能得到子问题的近似解.这样自然产生这样一个想法:能否在子问题上和多重网格法 一样用近似解代替?本文即是针对此问题,从加性Schwarz算法入手,不仅证明算法收敛,而     

Glowinski区域分解算法的收敛性方程：Stokes方程

Ｇｌｏｗｉｎｓｋｉ区域分解算法的收敛性方程──Ｓｔｏｋｅｓ方程储德林，胡显承（清华大学应用数学系，北京１０００８４）ＴＨＥＣＯＮＶＥＲＧＥＮＣＥＯＦＧＬＯＷＩＮＳＫＩ＇ＳＤＯＭＡＩＮＤＥＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＡＬＧＯＲＩＴＨＭ──ＳＴＯＫＥＳＥＱＵＡ...     

椭圆型方程的并行迭代区域分裂法——两个子区域情形

§1.问题的分析 设Ω?R~2是一有界开区域,是定义在Ω上的椭圆算子,其中对X∈Ω,[a_(i·j)(X)]_i,j=1,2对称且一致正定;a_(ij)(X)分片连续且上,下有界,a(X)≥0.我们求解如下问题: Lu=f,在Ω中, u=0,在?Ω上, (1.1)其中f∈H~(-1)(Ω),u∈H_0~1(Ω).这里取齐次Dirichlet边界条件,仅仅是为了叙述问题的方便.(1.1)的变分形式是     

Navier—Stokes方程区域分解法的收敛性

０引言区域分解方法是近年来迅速发展的偏微分方程数值方法．区域分解方法及其收敛性的研究大多是在线性偏微分方程下得到的,对于非线性问题,经典的技巧在收敛性证明时遇到了困难．流体计算是一个较为复杂的非线性问题,数值模拟过程中因节点多．网格复杂,所以计算量很大．由于区域分解方法不但可以缩小求解规模,进行并行计算,而且可以在不同区域选取不同离散方法和模型,因此对Ｎ－Ｓ方程区域分解方法的研究会有较高的实用价值,也可以对其它非线性问题数值方法研究提供新的途径．本文首先给出了Ｎ－Ｓ方程的最优控制方法以及一些重要…     

关于解椭圆型问题的两个子区域不重叠区域分解算法

关于解椭圆型问题的两个子区域不重叠区域分解算法顾金生，胡显承（清华大学）ＯＮＴＨＥＤＯＭＡＩＮＤＥＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＭＥＴＨＯＤＳＦＯＲＥＬＬＩＰＴＩＣＰＲＯＢＬＥＭＳＷＩＴＨＴＷＯＳＵＢＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ￥ＧｕＪｉｎ－ｓｈｅｎｇ；ＨｕＸｉａｎ...     

非协调区域分解的Lagrangian乘子法

§1.引言 近年来随着并行计算机的迅速发展,求解椭圆型方程的区域分解法愈来愈引起人们的兴趣和重视.但是,目前能够见到的有限元区域分解法几乎都要求有限元空间在跨过子区域的边界时是协调的,必然限制有限元区域分解算法的优越性. [3]提出了一种非协凋区域分解法——非协调区域分解的杂交法.采用简化杂交法处理各子区域交界处的非协调性,这种方法在子区域的内部和边界采用两套不同的变量,允许内部变量在跨过各子区域的边界时不连续.但是这种方法有它的局限性,即要求边界变量在各子区域的顶点处必须保持连续性,这对推广到三维空间的情形带来很大的困难.本文提出一种非协调区域分解的Lagrangian乘子法,引进Lagrangian乘子来处理各子区域交界处的非协调性.这种方法也在子区域内部和边界采用两套不同的变量,它不仅允许内部变量在越过各子区域边界时的非协调性,并且还允许边界变量在各子区域的顶点处可以不连续,这就弥补了[3]的不足.同时,这种算法具有[3]的优点,即在不     

Hamilton-Jacobi-Bellman方程的区域分解算法

对离散Hamilton-Jacobi-Bellman方程提出了一类区域分解算法,并在合理的假设下证明了该算法的单调收敛性,数值结果表明该算法的有效性与准确性．     

无界区域非重叠区域分解算法的离散化及其收敛性

无界区域非重叠区域分解算法的离散化及其收敛性余德浩（中国科学院计算数学与科学工程计算研究所）ＤＩＳＣＲＥＴＩＺＡＴＩＯＮＯＦＮＯＮ－ＯＶＥＲＬＡＰＰＩＮＧＤＯＭＡＩＮＤＥＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮＭＥＴＨＯＤＦＯＲＵＮＢＯＵＮＤＥＤＤＯＭＡＩＮＳＡＮＤＩ...     

区域分裂法求非线性抛物方程的扩张混合元解

针对非线性抛物方程,给出了全离散的扩张混合元格式,利用一个建立在非重叠型区域分裂技巧上的并行迭代法求解了最后的非线性代数方程组,证明了迭代法的收敛性并给出了最优阶的误差估计.     

基于对称化原理的对称区域分裂法

本文利用对称化原理,讨论了一种只需在子区域上计算两个完全独立子问题就可得到原问题解的对称区域分裂法,并用此方法求解线性算子方程和线性透射问题.此方法可作为并行算法在MIMD计算机上使用.     

波动方程外区域问题基于自然边界归化的区域分解算法(英文)

本文以二维波动方程为例 ,研究基于自然边界归化的一种区域分解算法 .首先将控制方程对时间进行离散化 ,得到关于时间步长离散化格式 ,对每一时间步长求解一椭圆型外问题 ;然后引入两条人工边界 ,提出了 Schwarz交替算法 ,给出了算法的收敛性 ,并对圆外区域研究了压缩因子     

Stokes问题的区域分解法

本文主要讨论了Ｓｔｏｋｅｓ问题的非重迭型两仓区域性情形的区域分解算法，首先讨论了连续情形，然后将区域分解算法应用到Ｓｔｏｋｅｓ问题的非协调离散情形。     

空间半无界区域的非重叠区域分解算法

主要研究了空间一种半无界凹球区域上的区域分解算法.在三维空间自然边界规划的基础上,以三维Dirichlet外边值问题为例,进行的D-N交替算法.并提出了该算法与Richardson迭代法的等价性,并分析其收敛性及其收敛速度与网格参数h无关.同时给出了松弛因子的取值范围.     

不动点迭代法的一点注记

对于迭代函数不满足收敛定理假定条件的情况 ,提出了一种简单方法 .此方法对于迭代函数满足收敛定理假定条件的情况 ,可以加速序列收敛 .最后给出了实例和程序 .     

Accelerated Non-Overlapping Domain Decomposition Method for Total Variation Minimization

We concern with fast domain decomposition methods for solving the total variation minimization problems in image processing. By decomposing the image domain into non-overlapping subdomains and interfaces, we consider the primal-dual problem on the interfaces such that the subdomain problems become independent problems and can be solved in parallel. Suppose both the interfaces and subdomain problems are uniformly convex, we can apply the acceleration method to achieve an $\mathcal{O}(1 / n^2)$ convergent domain decomposition algorithm. The convergence analysis is provided as well. Numerical results on image denoising, inpainting, deblurring, and segmentation are provided and comparison results with existing methods are discussed, which not only demonstrate the advantages of our method but also support the theoretical convergence rate.     

一种有限元-边界元耦合分域算法

提出了一种有限元-边界元耦合分域算法．该算法将所分析问题的区域分解成有限元和边界元子域,在满足两子域界面上位移和面力协调连续的条件下,通过迭代求解得到问题的解．在迭代求解过程中,引入动态松弛系数,使收敛得以加速．该方法在两子域界面上有限单元结点和边界单元结点的位置相互独立,无需协调一致,对诸如裂纹扩展过程的模拟具有独特的优势．用所提出的耦合算法分析算例,得到的结果与有限元法、边界元法和另一种耦合算法的数值计算结果一致,验证了这种算法的正确性和可行性．     

Parallel Solution of the Helmholtz Equation in a Multilayer Domain

We study time-harmonic wave propagation in layered, heterogeneous media. Solving this relatively complex application problem numerically is a challenging task. The full potential of algorithms, parallel programming models and computer architectures must be exploited. Our aim is to give a broad perspective on the various considerations that come into play. The basic parts of our algorithms consist of finite difference discretizations, domain decomposition and preconditioned iterative methods. We present two serial algorithms with different properties. Then, we discuss parallelization strategies using a local memory model, a shared memory model, or a combination of the two. The numerical experiments highlight the differences between the approaches and show results for three different combinations of algorithm and computer architecture that lead to viable solution methods.     

On the Convergence Rate of a Space Decomposition Method

Domain decomposition method and multigrid method can be unified in the framework of the space decomposition method. This paper has obtained a new result on the convergence rate of the space decomposition method, which can be applied to some nonuniformly elliptic problems.