利用分数步法进行内边界值的多步计算,改进二维扩散方程的区域分解算法,形成新的并行算法,放宽稳定性条件.其中采用分数步空间大步长离散格式计算内边界点值.算法精度与隐格式相当.与改进前相比,稳定性条件放宽了q倍(q为两个相邻时间步之间执行分数步内边界值计算的次数).利用离散极值原理,严格证明了算法的收敛性.在并行机上进行数值试验,验证理论分析的结果,表明算法具有更宽松的稳定性、好的精度和并行可扩展性.

针对已有Stencil差分格式的非对称性,提出两种保对称的Stencil边界消元策略,获得一组具有对称正定性的差分方程.此方程系数矩阵比经典的五点差分Jacobi矩阵条件数减少了7/9,并且特征值更加聚集.理论分析和数值试验皆表明其优于已有的非对称格式,具有更广的使用价值.

针对二维三温问题离散化得到的稀疏线性方程组,提出一种新的重排技术(交替hyperplane重排),并结合ILU分解预条件技术,在Krylov子空间迭代法下进行测试.数值实验表明,在一定的填充模式及预处理消耗大致相同的前提下,使用交替hyperplane重排技术的迭代收敛效果明显优于红黑排序、hyperplane排序等方法.

给出标准限制加性许瓦兹预条件的变形,并应用当前流行的Newton-Krylov-Schwarz方法,结合该预条件子,求解由二维三温能量方程离散得到的非线性代数方程组,减少收敛所需要的迭代次数和所需的CPU时间.数值实验表明,该方法比标准限制加性许瓦兹预条件方法收敛所需要的迭代次数和CPU时间要少.

针对二维三温能量方程九点格式离散后形成的非线性方程组,研制了高效求解的代数解法器.主要思想是在部分Newton-Krylov(PNK)方法和Jacobi矩阵自由的Newton-Krylov(JFNK)方法的框架下,结合非精确Newton类方法和预条件Krylov子空间方法进行高效求解.数值结果显示,PNK方法比非线性块Gauss-Seidel方法快6倍以上,在PNK框架下比较了3种预条件子和4种Krylov子空间方法,得出不同组合的最佳方案.还比较了JFNK方法和PNK方法.

二维三温能量方程离散后得到的稀疏线性代数方程组中,系数矩阵各行的对角占优性相差十分悬殊,矩阵元素相差也十分大.针对前一问题,提出了改善对角占优性的一个新比例化方法.针对后一问题,利用每次舍弃前计算多个行的技术提出了多行ILUT预条件方法.最后,将对角占优性改善技术、多行ILUT与对角元比例化技术、RCM排序联合使用于实际的能量方程离散求解中,取得了较好的加速效果.

给出了一种适合二维三温辐射流体力学能量方程的大型稀疏线性代数方程组的混合迭代算法.计算结果显示,该算法解二维三温辐射流体力学能量方程的大型稀疏线性代数方程组比原有算法快4倍左右;原有算法不收敛时,该算法收敛;各物理量也符合得很好.

给出了高维问题差分离散后形成的大型稀疏线性代数方程组预条件子的填充技术,讨论了填充与加速效率、计算量的关系。并把这一技术在实际应用问题中进行检验。

对二维非线性Schrödinger方程离散后的复代数方程组,将高阶预处理技术与双CG法相结合,给出高阶PCG法。同时,将M阶复代数方程组化成2M阶非对称实代数方程组,给出0阶、1阶和2阶近似LU分解的公式,并应用高阶PCG法求解。计算结果表明,高阶PCG法可以在0阶PCG法的基础上将计算效率提高近一倍。

提出一种块二级多分裂PE迭代算法(TSMPE),可以克服M^-1r^(s)并行化处理的困难。

提出一种块多分裂并行PE迭代算法(MPPE),可以克服M^-1r^(s)并行化处理的困难。这种算法格式简单明了,收敛速度快。并证明了当矩阵A是M-阵和H-阵时,该算法是收敛的。同时把这种分裂作为预处理矩阵,对子空间方法类进行了预处理,并给出的计算实例显示该算法很有效,对子空间方法类的余量光滑和加速都起到了比较好的作用。

提出一种类似于PE算法的实用并行迭代算法(VPE),可以克服M^-1r^(s)向量或并行化处理的困难.这种算法格式简单明了,收敛速度快.并证明了当矩阵A是M-阵和H-阵时,该算法是收敛的。计算实例显示该算法很有效.

提出了解线性代数方程组的一种方法,称为改进的2PPJ(Modified two parameters parallel Jacobi-type)格式,简记为M2PPJ.讨论了它的收敛性和最优参数的选取.收敛速度比2PPJ格式快一倍以上.给出的数值结果说明本方法的优越性.

对五、七和九对角矩阵在并行-向量处理机上建立了解非对称线性代数方程组的PGCR算法,并分析了它的收敛性。本文给出的算法与多处理机的PGCR算法具有相同的选代次数。利用向量机模拟并行向量计算机并做数值实验,数值结果显示此算法很有效。

提出了解线性代数方程组的高阶两参数并行Jacobi型方法,讨论了它的收敛性,给出了模型问题和类模型问题的最优参数和收敛速度,最后还给出了数值例子以说明方法的有效性。

用二、三维Monte-Carlo方法计算子母弹对目标的毁伤概率,给出均匀抛撒时二维精确解析公式,计算结果表明和解析解是一致的。

本文提出了一个适用于并行的BAORJ算法,并讨论了当矩阵A是对称正定和H-阵时的收敛性,最后给出了数值实验。

In this paper, a new method to determine the rate of Convergence of some terative methods for solving the systems of linear algebraic equations is proposed. The method is simpler and more effective than previons methods.It can show how the rate of convergence depends on some elements of the coefficient matrix of the system.Several iterative methods are considers and numerical results are given to illustrate our method and conclusions.

本文提出了几种SIP算法,并讨论了系数矩阵为L-阵时,最优参数的选取。数值结果表明这几种算法和选取的最优参数的确比用其它算法和参数好。

本文对某些予条件共轭梯度法的收敛性进行了一些分析,如ICCG法,ILUCK(K)法、ILUCG(P)法及所谓的"TCG法",其中用了许多分裂作为对所要解的线性代数方程组的系数矩阵A进行予条件的工具,这里设A为对角优势矩阵,文中还给出了若干数值算例来说明我们分析的结果。