陀螺系统特征值问题的收缩Jacobi-Davidson方法

本文研究陀螺系统特征值问题的Jacobi-Davidson方法. 利用陀螺系统的结构性质,给出了求解Jacobi-Davidson方法中校正方程的有效方法. 基于非等价低秩收缩技术,给出了计算陀螺系统一些特征值的收缩Jacobi-Davidson方法. 数值结果表明本文所给算法是有效的.     

求解病态线性方程组的收缩Lanczos方法

Lanczos方法是求解大型线性方程组的常用方法.遗憾的是,在Lanczos过程中通常会发生算法中断或数值不稳定的情况.将给出求解大型对称线性方程组的收缩Lanczos方法,即DLanczos方法.新算法将采用增广子空间技术,在Lanczos过程中向Krylov子空间加入少量绝对值较小的特征值所对应的特征向量进行收缩.数值实验表明,新算法比Lanczos方法收敛速度更快,并且适合求解病态对称线性方程组.     

多参数结构特征二阶灵敏度

提出了一种有效计算多参数结构特征值与特征向量二阶灵敏度矩阵--Hessian矩阵的方法.将特征值和特征向量二阶摄动法转变为多参数形式,推导出二阶摄动灵敏度矩阵,由此得到特征值和特征向量的二阶估计式.该法解决了无法用直接求导法计算特征值和特征向量二阶灵敏度矩阵的问题.数值算例说明了该算法的应用和计算精度.     

实反对称矩阵及其QL算法

无阻尼陀螺系统的频率及模态分析可化为实反对称矩阵特征值及特征向量的求解。在[1]中,L. Heirovitch提出了一种求解方法,但由于作者数值线性代数方面的技巧使用较少,因而算法中存在下面两个问题:     

用反馈控制修正无阻尼陀螺系统

本文利用代数特征值反问题的理论与方法,研究一类无阻尼陀螺系统的模型修正问题.为了保证陀螺系统的稳定性,本文利用输出反馈来修正陀螺矩阵,且找到了在Frobenius范数意义下满足特征方程以及反对称性的最佳逼近陀螺矩阵.最后,数值算例表明该方法是可行的.     

《数值计算与计算机应用》2021年第42卷第4期摘要

潘佳佳,李会元,二阶椭圆问题的弱迦辽金四边形谱元方法[J].数值计算与计算机应用,2021,42(4):303-322.摘要:本文对二阶椭圆方程特征值问题的弱伽辽金谱元方法开展相关数值研究.与弱有限元方法类似,弱伽辽金谱元方法的逼近函数空间包括各个单元上的独立内部分量、并辅以各单元边界分量作为单元与单元间的联系.本文聚焦任意凸四边形网格剖分下的弱伽辽金四边形谱元方法,弱逼近函数中的各内部分量与边界分量分别由参考正方形单元与参考单元边界上的正交多项式通过双线性变换来构造;而弱梯度逼近空间则由参考正方形上的正交多项式通过Piola变换构造.在此基础上,本文提出了二阶椭圆方程特征值问题的弱伽辽金四边形谱元方法逼近格式和实现算法,并通过对离散弱梯度核空间的系统研究。     

非对称阻尼系统特征对一阶导数与二阶导数的计算

提出了一种计算非对称阻尼系统特征对一阶、二阶导数的方法.该方法利用阻尼系统的特征向量计算特征对的导数,避免了状态空间中特征向量的使用,节省了计算量,且不要求系统所有特征值的互异性.最后以两个非对称阻尼系统进行数值试验,数值结果表明提出的方法是有效的.     

基于MINRES-QLP截断牛顿法的全波形反演

在全波形反演过程中,二阶梯度信息扮演着重要的作用.然而,由于其巨大的计算量和内存需求,限制了其在全波形反演问题中的应用.本文基于MINRES-QLP方法提出了一种高效的截断牛顿全波形反演方法.该全波形反演方法能够充分利用目标泛函的二阶梯度信息,提高反演精度.MINRES-QLP反演方法还能够利用Hessian阵负特征值信息,从而提高算法的重构分辨率和计算效率.针对Hessian阵计算难题,本文给出了一种矩阵向量相乘的快速算法.基于二维2004 BP模型,Sigsbee模型,验证了MINRES-QLP截断牛顿反演方法的有效性.数值结果表明MINRES-QLP截断牛顿法能充分利用二阶梯度信息和Hessian阵负特征值信息,从而加速算法收敛速度和提高成像精度.     

非线性特征值问题的二次近似方法

本文研究求解非线性特征值问题的数值方法.基于矩阵值函数的二次近似,将非线性特征值问题转化为二次特征值问题,提出了求解非线性特征值问题的逐次二次近似方法,分析了该方法的收敛性.结合求解二次特征值问题的Arnoldi方法和Jacobi-Davidson方法,给出求解非线性特征值问题的一些二次近似方法.数值结果表明本文所给算法是有效的.     

带间断系数椭圆问题的P1非协调四边形元的加性 Schwarz 方法

本文讨论了带间断系数的二阶椭网问题的P1非协调四边形元的加性Schwarz方法.通过分析加性Schwaxz预处理后系统的特征值分布,我们证明了除少数小特征值外,其余所有特征值都有正的关于间断系数和网格尺寸拟一致的上下界.数值试验验证了我们的结论.     

隐式重启精化全局Lanczos方法

The numerical methods for solving large symmetric eigenvalue problems are considered in this paper.Based on the global Lanczos process,a global Lanczos method for solving large symmetric eigenvalue problems is presented.In order to accelerate the convergence of the F-Ritz vectors,the refined global Lanczos method is developed.Combining the implicitly restarted strategy with the deflation technique,an implicitly restarted and refined global Lanczos method for computing some eigenvalues of large symmetric matrices is proposed.Numerical results show that the proposed methods are efficient.     

基于辛本征空间的线性阻尼振动系统动力学分析

对于考虑阻尼项和陀螺项的一般线性动力学振动系统,建立基于辛本征空间展开求解的一般方法.基于Rayleigh商本征值的模态展开方法被广泛应用于复杂结构动力系统振动分析,但对于很多机械系统,由于其不能有效考虑陀螺效应的影响,其适用性却受到很大限制.该文首先讨论了无阻尼系统Rayleigh商本征值问题与辛本征值问题的对应关系,表明前者实际可由后者的一种退化形式给出（也即忽略陀螺效应）,而后者更具有一般性.在此基础上,进一步基于辛本征空间本征向量展开,推导了同时考虑阻尼和陀螺系统的一般线性动力学系统的有效求解方法.数值算例选取不考虑陀螺效应及考虑陀螺效应的两种线性阻尼振动系统对所提出的方法进行了验证,分析结果表明了该文所建立方法的正确性和有效性.     

Lanczos-type Methods for Continuation Problems

We study the Lanczos type methods for continuation problems. First we indicate how the symmetric Lanczos method may be used to solve both positive definite and indefinite linear systems. Furthermore, it can be used to monitor the simple bifurcation points on the solution curve of the eigenvalue problems. This includes computing the minimum eigenvalue, the minimum singular value, and the condition number of the partial tridiagonalizations of the coefficient matrices. The Ritz vector thus obtained can be applied to compute the tangent vector at the bifurcation point for branch-switching. Next, we indicate that the block or band Lanczos method can be used to monitor the multiple bifurcations as well as to solve the multiple right hand sides. We also show that the unsymmetric Lanczos method can be exploited to compute the minimum eigenvalue of a nearly symmetric matrix, and therefore to detect the simple bifurcation point as well. Some preconditioning techniques are discussed. Sample numerical results are reported. Our test problems include second order semilinear elliptic eigenvalue problems. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

TWO ALGORITHMS FOR SYMMETRIC LINEAR SYSTEMS WITH MULTIPLE RIGHT-HAND SIDES

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｍａｎｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｎｅｅｄｔｏｓｏｌｖｅｍｕｌｔｉｐｌｅｓｙｓｔｅｍｓｏｆｌｉｎｅａｒｅｑｕａｔｉｏｎｓＡｘ(ｉ) =ｂ(ｉ) ,ｉ=1,… ,ｓ (1)ｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅｎ×ｎｒｅａｌｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｔｒｉｘＡ ,ｂｕｔｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｉｇｈｔ ｈａｎｄｓｉｄｅｓｂ(ｉ) (ｉ=1,… ,ｓ) .Ｉｆａｌｌｏｆｔｈｅｒｉｇｈｔ ｈａｎｄｓｉｄｅｓａｒｅａｖａｉｌａｂｌｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ,ｔｈｅｎｔｈｅｓｅｓｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅ…     

陀螺系统随机振动分析的辛本征展开方法

探讨了受随机载荷作用下陀螺阻尼系统随机动力响应问题.虚拟激励法作为随机振动分析的一种高效、精确方法已经广泛应用于结构抗震、抗风等工程领域.在以单类物理变量描述的Lagrange(拉格朗日)体系框架下,振型分解方法已被有效应用于上述随机振动问题的模型自由度缩减.然而,对于陀螺系统的随机振动问题,由于陀螺效应的存在,基于Rayleigh商本征值的振型分解方法受到很大限制.对此,首先给出了陀螺系统辛本征值问题的一般形式.然后对于受平稳随机载荷激励的陀螺系统(无阻尼或有阻尼)引入虚拟激励法,基于辛本征空间展开推导了系统随机振动响应功率谱的求解列式;对于仅考虑陀螺效应的保守系统(无阻尼),该求解列式可以表述为一个显式表达式.在数值算例中,应用该文提出的方法分析了平稳随机载荷作用下一类阻尼陀螺系统的随机振动响应问题,通过与其它方法进行对比,验证了该方法的精确性和有效性.     

大型不正定陀螺系统本征值问题

陀螺动力系统可以导入哈密顿辛几何体系,在哈密顿陀螺系统的辛子空间迭代法的基础上提出了一种能够有效计算大型不正定哈密顿函数的陀螺系统本征值问题的算法．利用陀螺矩阵既为哈密顿矩阵而本征值又是纯虚数或零的特点,将对应哈密顿函数为负的本征值分离开来,构造出对应哈密顿函数全为正的本征值问题,利用陀螺系统的辛子空间迭代法计算出正定哈密顿矩阵的本征值,从而解决了大型不正定陀螺系统的本征值问题,算例证明,本征解收敛得很快．     

陀螺特征值问题的并行子空间迭代法

<正>1引言陀螺系统特征值问题是转子动力学中的基本问题,是一类特殊的二次特征值问题.假设M和K是n阶对称矩阵,C是n阶反对称矩阵,则二次特征值问题(λ~2M+λC+K)x=0(1)     

广义块Toeplitz特征值问题的基于sine变换的预处理子

在求块Toeplitz矩阵束（Amn，Bmn）特征值的Lanczos过程中，通过对移位块Toepltz矩阵Amn-ρBmn进行基于sine变换的块预处理，从而改进了位移块Toeplitz矩阵的谱分布，加速了Lanczos过程的收敛速度．该块预处理方法能通过快速算法有效快速执行．本文证明了预处理后Lanczos过程收敛迅速，并通过实验证明该算法求解大规模矩阵问题尤其有效．