有限差分法结合预条件共轭梯度分析三维电磁散射问题

引入预条件共轭梯度法，提出了结合频域有限差分法分析三维电磁散射问题．数值计算过程中利用Mur二阶吸收边界条件和Maxwell方程组积分形式的频域差分离散格式．作为算例，分析了理想导体金属块对平面电磁波的散射，由于使用了预条件共轭梯度法求解差分矩阵方程，从而减少了计算时间．数值结果表明了该方法的有效性．     

解泊松方程的快速预处理共轭梯度法

为了满足电子技术中电磁问题求解器的工程需求 ,通过分析泊松方程均匀差分离散所得模型问题的矩阵结构 ,提出了共轭梯度法的三角阵预处理器 .在用数值试验考察了其参数的特性后 ,给出了参数的经验估计方法 .实现了带参数的三角预处理器共轭梯度法求解器 .实例表明 ,该算法比常规共轭梯度法和超松弛法具有更低的计算复杂度 ,而它们存储复杂度相同 .不仅所实现的求解器具有实用价值 ,而且所给出的预处理构造技术具有进一步发展的余地 .     

泊松方程非等间距有限差分的数值求解方法

采用3阶精度中心差分格式对Dirichlet边界条件下的二维泊松方程进行离散,近边界网格点处采用2阶精度差分格式进行离散,利用超松弛迭代进行矩阵求解.数值计算结果表明,该有限差分方法具有收敛速度快、精度高的特点,可推广应用于非等间距网格下其他类型偏微分方程的数值求解.     

代数多级网格预处理器(I)

本文用分片线性元离散椭圆型问题．用预处理共轭梯度法求解有限元方程。逐层分离节点，构造了一类代数多级网格预处理器。预处理后的矩阵的条件数为０（ｍ＋１）２），其中（ｍ＋１）为多级网格的级数。     

解混合边界条件泊松方程的共轭梯度法三角预处理器

运用有限差分法，通过分析带混合边界二维泊松方程非均匀离散所得模型问题的矩阵结构，构造出了用于共轭梯度法的三角阵预处理器，以提高实际工程中在提取电磁参数时求解大型线性代数方程组的效率。比较了该算法和用超松弛法计算的结果，表明采用该算法确实可以加快收敛速度。     

直流电阻率平衡区域分解算法的 计算效率影响因素分析

区域分解算法作为求解大规模科学与工程问题的一种有效计算手段,已经在地球物理电磁法领域取得了一定的应用,但影响区域分解算法计算效率的因素复杂,前人的研究缺乏对计算效率影响因素的系统讨论和研究。将目前应用广泛的平衡区域分解算法引入到直流电阻率三维正演中,首先对三维模型进行有限差分离散得到线性方程组,然后将求解区域分解为多个不重叠的子域,使用Schur补偿算法将线性方程解耦为子域和共享边界的方程,最后对边界方程进行平衡预处理,并对子域和共享边界的方程进行迭代求解,实现了直流电阻率三维正演,通过与2层水平介质模型的解析解对比验证了算法的准确性和可行性。着重对影响平衡区域分解算法计算效率的因素进行了讨论分析,结果表明子域数目、子域问题和边界方程的解法以及网格大小都会对计算效率产生不同程度的影响。平衡区域分解算法的计算速度随子域数目先减小后增大,随网格增大呈指数增加。采用的3种子域问题和边界方程的解法中,预处理共轭梯度法效率最高,稳定双共轭梯度法次之,最速下降法效率最低。     

基于组合场积分方程的表面离散化边界方程法

表面离散化边界方程法是最近被提出的分析电磁散射问题的数值方法,论文基于组合场积分方程的表面离散边界方程法,分析了二维导体的电磁散射问题.数值计算结果表明:对于TM波,基于组合场积分方程的表面离散化方程与基于电场积分方程的表面离散边界方程法的精度和收敛速度相当,然而对于TE波,前者则具有更高精度和更快的收敛速度.     

基于非结构化网格有限体积的LBM

提出了一种基于非结构化网格有限体积的LBM.采用Cell-vertex有限体积法离散控制方程.该方法在时间上采用伪、实二时间步,其中伪时间步采用向前差分,实时间步采用二阶向后差分方法;空间上采用edge-based通量计算方法,采用高阶TVD格式计算控制体边界通量.离散后的控制方程采用隐式迭代,控制变量采用五层二阶Runge-Kutta方法求解.二维同心圆环内圆柱间Couette流与顶盖驱动方腔流的数值结果显示该方法为一种有效求解不规则边界流体动力特性的实用工具.     

基于电场矢量差分的二维导体柱散射分析

基于电场的矢量Helmholtz方程,提出了一种分析二维导体柱散射的高效算法;给出了二维导体柱边界条件的电场矢量差分方程,以及用于计算导体表面电流的电场矢量差分表达式;采用了二阶Mur's吸收边界条件和场平均吸收条件截断网格.用所提方法分析了无限长理想导体方柱对平面电磁波的散射,其结果与矩量法的吻合很好.     

对流扩散方程非均匀网格上四阶紧致格式的预条件迭代法

利用带填补数的不完全LU分解(ILUT(τ,s))作预处理器以及FGMRES(20)作迭代加速器,对非均匀网格上二维对流扩散方程的高精度紧致差分格式进行数值实验,并与均匀网格上的计算结果进行对比,数值结果显示出非均匀网格上本文方法的优越性,在合适的网格伸缩系数下,本文方法不仅能够保证格式的四阶精度,而且降低了误差的数量级.同时,比较了预条件迭代法与传统迭代法的求解效率,结果表明预条件方法的单位对数残差几乎成直线下降,相比传统迭代法有明显的计算优势.     

改进的有参超分辨率图像盲恢复

改进了有参超分辨率图像盲恢复中的边界与正则处理以及模糊参数估计方法，用交替迭代优化来估计模糊参数和高分辨率图像，用Neumann边界图像模型和修改边界像素来避免边界错误，用近似重排系统矩阵的带结构矩阵，来构造求解高分辨率图像的预处理共轭梯度算法。人工退化图像序列上的实验结果表明了改进方法的有效性。     

矩阵BTA-1B的特征值估计及预条件处理

在矩阵A为对称正定和矩阵B为列满秩的假设下,研究矩阵BTA-1B的特征值上下界估计,进而给出了BTA-1B的谱条件数的估计·基于以上论述,论证了当矩阵A的条件较好时矩阵Q=BTB可作为矩阵BTA-1B的预条件矩阵·在数值实验中,采用预条件共轭梯度算法(PCG)对Stokes方程求解,实验结果表明Q=BTB确实是一类有效的预条件矩阵·这一结果也和其他文献的数值结果相吻合·     

p自适应分析求解快速迭代算法的研究

提出一种结构系统ｐ自适应有限元分析快速求解算法．该方法以预处理共轭梯度法为基础，采用了逐单元矩阵处理技术和基于单元的分块预处理矩阵技术；提出以高斯消元法求得ｐ＝１或２时问题的解作为高阶问题初始解的求解策略，避免了显式组装系统总体刚度矩阵，具有内存需求少、收敛速度快的优点．     

电大尺寸导带二维散射的快速矩量法解

用矩量法（MOM）、预条件共轭梯度法（PCG）和快速傅里叶变换（FFT）的混合技术分析了电大尺寸导二维散射问题,该方法以等效电流作为未知函数建立积分方程或积－微分方程,然后通过矩量法获得一个线性方程组,用预条件共轭梯度法与快速傅里叶变换的结合算法（PCGFFT）来求解这个线性方程组,其中采用了T．Chan优化循环预条件器,该混合技术降低了对计算机内存的需求,加了算法的迭代速度,且增强了算法的收敛性。     

解线性方程组的预条件SOR型迭代法

针对大型线性方程组问题构造了一种含有待定参数和预条件因子的新迭代解法,将其称为预条件SOR型迭代法.当待定参数ω=1时,预条件SOR迭代法就变成程光辉等人给出的预条件Gauss-Seidel型方法.讨论了当系数矩阵是不可约Z-矩阵时,SOR法和预条件SOR法的迭代矩阵所具有的性质,并通过定理将这两种迭代矩阵的谱半径进行了比较,同时给出了收敛最快时参数的取值范围.另外也将预条件SOR型迭代法和预条件Gauss-Seidel型方法进行了比较,显示了新方法的优越性.最后通过数值例子说明,选取合适的预条件因子可以使求解线性方程组的预条件SOR方法变得更有效.     

PCG法的理论解释及在结构分析中的应用

以雅可比共轭梯度法为例,根据盖尔定理,从理论上证明了预处理共轭梯度法在一定条件下会加速,并给出了加速条件.通过预处理技术导出大型稀疏矩阵广义特征值问题求解的一种新加速方法,可提高计算的效率和稳定性.算例结果表明,对于求解大型稀疏线性方程组问题,预处理共轭梯度法及本文特征值新加速方法较传统方法更有优势.     

预条件共轭斜量法及其在求解边值问题中的应用

在论证共轭斜量法误差估计式的基础上 ,为提高敛速 ,对系数矩阵进行预处理 ,提供了减少等价问题条件数的方法 ,完美地建立了预条件共轭斜量法的实用算法。最后 ,以泊松方程边值问题为例 ,通过数值实验说明了该方法的有效性。     

一类抛物型分布参数系统最优控制问题的数值方法

本文在综合前人结果的基础上,讨论了一类具有非线性边界条件的一维热传导方程所描述的分布参数系统的最优边界控制问题。对于所给模型用有限元方法将空间变量离散化,对一般边界条件进行了有效地处理。并对简化后的系统应用数学规划的共轭梯度方法求出了最优控制及状态的数值解。整个计算用 FORTRAN77语言编写程序,在 IBM-PC 微型机上实现。本文处理问题的方法可供有关实际工作者参考。