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求解复对称线性系统的一类加速GSSOR迭代法

2021-09-10邹乐乐

关键词:迭代法收敛性温州

邹乐乐

(温州大学数理学院,浙江温州 325035)

讨论复对称线性系统:

这一类的复对称线性系统问题可以看作是鞍点问题的特例,这类系统主要用于解决科学计算和工程应用领域的问题,例如分子散射、结构动力学和分布控制等问题[1-3].

本文由三部分组成,第一部分描述了加速广义对称逐次超松弛(简称AGSSOR)迭代法,并对其进行了收敛性分析;第二部分对AGSSOR 迭代法进行预处理,在一定条件下,PAGSSOR(预处理AGSSOR)迭代法的谱半径要比AGSSOR 迭代法的小;第三部分通过数值实验验证了PAGSSOR 迭代法的有效性.

1 AGSSOR 迭代法及其收敛性分析

文献[4]中提出的加速广义逐次超松弛(AGSOR)迭代法,主要用来求解实对称线性系统(2)基于以下的过程.

综上所述,定理2 得证.

从定理2 中,我们发现AGSSOR 迭代矩阵的极小化谱半径和文献[4]中AGSOR 迭代的一样,但是对于AGSOR 迭代法来说,最优参数只有单一的选择,然而AGSSOR 迭代法中最优参数却有两种选择,因此在实际应用中AGSSOR 迭代法更易于实现.

2 预处理AGSSOR 迭代法

对线性系统(2)进行预处理:

3 数值实验

数值实验选择右端向量b=(1+i)x*,其中x∗是每个元素均为1 的n维列向量.在实验中,令σ1=1,σ2=100,并在不等式两边同时乘以h2正规化系数矩阵和右端向量.数值实验结果见表1.

表1 m 取不同值时,AGSOR、AGSSOR 和PAGSSOR 的数值实验结果

通过m的不同取值,得到了不同大小的系数矩阵.通过比较表1 中AGSOR、AGSSOR 和PAGSSOR的CPU和IT 发现,PAGSSOR迭代所需要的迭代步子和时间比AGSSOR迭代和AGSOR迭代所需要的都要少,因此可以说明PAGSSOR 迭代法更有效.

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