解线性方程组的VRP-GMRES(m)迭代法
2021-05-13白雪婷杨琴乐
通化师范学院学报 2021年4期
白雪婷,杨琴乐
应用科学、物理和工程领域许多问题可建立偏微分方程的数学模型,这些微分方程经过离散后一般都可归结为求解大型稀疏线性方程组Au=b,A∈Rn×n,u,b∈Rn,其中A为非奇异矩阵.这类方程组的求解通常采用迭代法.目前,以Galerkin 原理为基础建立的广义极小残余GMRES(m)迭代法是求解此类方程组最有效的方法之一.因此,近年来GMRES(m)算法及其在其他领域的应用一直是人们研究的热点[1-4].实际计算表明,当系数矩阵A是良态矩阵时,GMRES(m)算法及一些简单改进后的GMRES(m)算法便可有效地求解这些线性系统[5-6],但如果系数矩阵A具有很强的病态性,则必须结合一些特定的预处理技术[7-10].
不管是GMRES(m)算法还是预处理GMRES(m)算法,在实际执行这些算法时,参数m一旦选定,在之后整个迭代过程当中将始终固定不变.所以参数m的选择也是影响算法有效执行的关键因素之一.研究表明,m取值较小时,有可能出现收敛慢甚至不收敛等现象,m选择过大会造成存储空间过多的需求.因此,如何选择一个合适的参数m一直困扰着众多学者,最近有不少学者试图通过变化GMRES(m)算法中的重启动参数m来克服这些困难.BAKE A H 最初通过选择随机的参数m来改善GMRES(m)算法的收敛性,后来又根据两次迭代所得残余向量的范数之比来确定参数m的大小,但这也并不能保证算法的收敛性[11-12],PEAIRS L 等则通过强化学习方法来决定参数m的取值,该方法进一步表明适当的参数m可以提高GMRES(m)算法的计算效率,但由于强化学习只是一种机……
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