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The Exact Formulation of the Inverse of the Tridiagonal Matrix for Solving the 1D Poisson Equation with the Finite Difference Method 认领 引用 被引量:4
1
作者 Serigne Bira Gueye 《Journal of Electromagnetic Analysis and Applications》 2014年第10期303-308,共6页
A new method for solving the 1D Poisson equation is presented using the finite difference method. This method is based on the exact formulation of the inverse of the tridiagonal matrix associated with the Laplacian. T... A new method for solving the 1D Poisson equation is presented using the finite difference method. This method is based on the exact formulation of the inverse of the tridiagonal matrix associated with the Laplacian. This is the first time that the inverse of this remarkable matrix is determined directly and exactly. Thus, solving 1D Poisson equation becomes very accurate and extremely fast. This method is a very important tool for physics and engineering where the Poisson equation appears very often in the description of certain phenomena. 展开更多
关键词 1D Poisson Equation Finite Difference Method Tridiagonal Matrix Inversion Thomas Algorithm Gaussian Elimination Potential Problem
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Algorithms for Solving Linear Systems of Equations of Tridiagonal Type via Transformations 认领 引用 被引量:1
2
作者 Moawwad El-Mikkawy Faiz Atlan 《Applied Mathematics》 2014年第3期413-422,共10页
Numeric algorithms for solving the linear systems of tridiagonal type have already existed. The well-known Thomas algorithm is an example of such algorithms. The current paper is mainly devoted to constructing symboli... Numeric algorithms for solving the linear systems of tridiagonal type have already existed. The well-known Thomas algorithm is an example of such algorithms. The current paper is mainly devoted to constructing symbolic algorithms for solving tridiagonal linear systems of equations via transformations. The new symbolic algorithms remove the cases where the numeric algorithms fail. The computational cost of these algorithms is given. MAPLE procedures based on these algorithms are presented. Some illustrative examples are given. 展开更多
关键词 Tridiagonal Matrix Permutation Matrix Algorithm MAPLE
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A New Symbolic Algorithm for Solving General Opposite-Bordered Tridiagonal Linear Systems 认领 引用
3
作者 Faiz Atlan Moawwad El-Mikkawy 《American Journal of Computational Mathematics》 2015年第3期258-266,共9页
In the current article we propose a new efficient, reliable and breakdown-free algorithm for solving general opposite-bordered tridiagonal linear systems. An explicit formula for computing the determinant of an opposi... In the current article we propose a new efficient, reliable and breakdown-free algorithm for solving general opposite-bordered tridiagonal linear systems. An explicit formula for computing the determinant of an opposite-bordered tridiagonal matrix is investigated. Some illustrative examples are given. 展开更多
关键词 Opposite-Bordered Tridiagonal Matrix Algorithm Linear System of Equations Schur Complement MATLAB
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AN IMPROVEMENT ON THE QL ALGORITHM FOR SYMMETRIC TRIDIAGONAL MATRICES 认领 引用
4
作者 蔡拥阳 《Numerical Mathematics A Journal of Chinese Universities(English Series)》 1999年第1期35-38,共4页
This paper establishes an improvement on the QL algorithm for a symmetric tridiagonal matrix T so that we can work out the eigenvalues of T faster. Meanwhile, the new algorithm don’t worsen the stability and precisio... This paper establishes an improvement on the QL algorithm for a symmetric tridiagonal matrix T so that we can work out the eigenvalues of T faster. Meanwhile, the new algorithm don’t worsen the stability and precision of the former algorithm. 展开更多
关键词 Eigenvalue problem symmetric tridiagonal matrix QL algorithm.
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基于TDMA的多孔介质热湿耦合模型求解与算法优化 认领 引用 被引量:5
5
作者 王晓宇 金星 +3 位作者 殷勇高 石邢 周欣 张小松 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1033-1039,共7页
为了提高多孔介质热湿耦合模型的求解效率,采用三对角矩阵求解法(TDMA)对模型进行求解,并将该算法和迭代法进行对比分析.对TDMA计算误差与时间步长之间进行了敏感性分析,基于敏感性分析结果提出了一种变时间步长的TDMA优化算法.数值计... 为了提高多孔介质热湿耦合模型的求解效率,采用三对角矩阵求解法(TDMA)对模型进行求解,并将该算法和迭代法进行对比分析.对TDMA计算误差与时间步长之间进行了敏感性分析,基于敏感性分析结果提出了一种变时间步长的TDMA优化算法.数值计算结果表明:对于变物性参数问题,随着时间步长的增加,TDMA计算精度将会下降,而迭代法精度保持不变;对于纤维素绝热材料,当连续2个时间步长内相对湿度变化小于0.24%且温度变化小于0.1℃时,时间步长取值对TDMA计算精度的影响可以忽略;相比于TDMA,变时间步长TDMA算法不受时间步长取值影响,精度更高;相比于迭代法,变时间步长TDMA算法具有相同的计算精度,但用时更短,计算用时可减小67%. 展开更多
关键词 多孔介质 热湿耦合传递 迭代法 三对角矩阵求解法 纤维素绝热材料 变时间步长
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QL Method for Symmetric Tridiagonal Matrices 认领 引用
6
作者 蒋尔雄 《Journal of Shanghai University(English Edition)》 2004年第4期369-377,共9页
QL(QR) method is an efficient method to find eigenvalues of a matrix. Especially we use QL(QR) method to find eigenvalues of a symmetric tridiagonal matrix. In this case it only costs O(n2) flops, to find all eigenval... QL(QR) method is an efficient method to find eigenvalues of a matrix. Especially we use QL(QR) method to find eigenvalues of a symmetric tridiagonal matrix. In this case it only costs O(n2) flops, to find all eigenvalues. So it is one of the most efficient method for symmetric tridiagonal matrices. Many experts have researched it. Even the method is mature, it still has many problems need to be researched. We put forward five problems here. They are: (1) Convergence and convergence rate; (2) The convergence of diagonal elements; (3) Shift designed to produce the eigenvalues in monotone order; (4) QL algorithm with multi-shift; (5) Error bound. We intoduce our works on these problems, some of them were published and some are new. 展开更多
关键词 matrix eigenvalue problem symmetric tridiagonal matrix QL(QR) algorithm shift error bound.
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求解大型稀疏矩阵方程组的SPIKE算法 认领 引用
7
作者 秦芳芳 左沐雨 季一木 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 2025年第5期661-666,共6页
不同于传统的LU分解算法和QR分解算法,本文研究了一种新的基于DS矩阵分解的递归SPIKE算法。SPIKE算法采用了一种新颖的分解方法来平衡通信和算法开销,相比其他方法在现代并行架构上有更好的延展性。首先,从系数矩阵的分块、DS分解、简... 不同于传统的LU分解算法和QR分解算法,本文研究了一种新的基于DS矩阵分解的递归SPIKE算法。SPIKE算法采用了一种新颖的分解方法来平衡通信和算法开销,相比其他方法在现代并行架构上有更好的延展性。首先,从系数矩阵的分块、DS分解、简化系数矩阵方程组的提取和求解四方面介绍了递归SPIKE算法的工作原理。然后,首次将其应用到具体的系数矩阵规模不同的线性方程组中,并与LU分解算法与QR分解算法进行了比较。三组数值实验分别给出了各个求解算法的结果和运行时间。实验结果表明,递归SPIKE算法不仅能够求解得到准确结果,而且求解速度更快。数值案例表明,递归SPIKE算法所需的计算时间约为LU算法的40%,约为QR分解算法的8%。 展开更多
关键词 一般带状矩阵 三对角矩阵 DS矩阵分解 递归SPIKE算法
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液压泵柱塞副油膜热-流耦合特性研究 认领 引用 被引量:11
8
作者 俞奇宽 王冬云 +1 位作者 李胜虎 荆宝德 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第7期777-782,共6页
针对柱塞副油膜超薄、易破坏进而加速柱塞副磨损失效的问题,将黏温-黏压效应考虑在内后,建立了油膜热-流耦合模型。开展了对不同柱塞腔入口油温下柱塞副油膜特性的分析,建立了入口油温与整体油温、油膜厚度之间的关系;使用有限体积法离... 针对柱塞副油膜超薄、易破坏进而加速柱塞副磨损失效的问题,将黏温-黏压效应考虑在内后,建立了油膜热-流耦合模型。开展了对不同柱塞腔入口油温下柱塞副油膜特性的分析,建立了入口油温与整体油温、油膜厚度之间的关系;使用有限体积法离散雷诺方程和能量方程,结合周期性三对角循环算法对离散方程进行了求解;随后,在一种360°油膜特性试验台上,对柱塞副油膜3个区域内的温度及偏心量进行了测量。研究结果表明:在入口端和出口端,柱塞副油膜温度整体变化较为平缓,但有微小凸峰的存在,在中段整体呈“线性”上升;柱塞副最小油膜厚度随温度上升而变薄,且处于排油区时,变化更为明显;当油温超过45℃时,油膜热平衡被破坏,最小油膜厚度急剧减小。 展开更多
关键词 油膜特性 热-流耦合 柱塞副 轴向柱塞泵 周期性三对角循环算法
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对称矩阵三对角化的混合并行算法设计 认领 引用 被引量:3
9
作者 赵永华 迟学斌 陈江 《计算机工程》 EI CAS 北大核心 2005年第22期39-41,53,共3页
基于Householder转换,给出了稠密对称矩阵三对角化的MPI+OpenMP混合并行算法。内容集中在SMP集群系统环境下算法的负载平衡、通信开销和性能评价。OpenMP共享内存并行采用了粗粒度方法,解决了MPI算法中的负载平衡问题,降低了通信开销。... 基于Householder转换,给出了稠密对称矩阵三对角化的MPI+OpenMP混合并行算法。内容集中在SMP集群系统环境下算法的负载平衡、通信开销和性能评价。OpenMP共享内存并行采用了粗粒度方法,解决了MPI算法中的负载平衡问题,降低了通信开销。在深腾6800上的试验结果表明,MPI+OpenMP版本比纯MPI版本具有更好的性能和可扩展性。 展开更多
关键词 对称矩阵 并行块算法 三对角矩阵 加速比 MPI+OpenMP
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一类块三对角矩阵求逆的算法(英文) 认领 引用 被引量:2
10
作者 冉瑞生 黄廷祝 冷劲松 《计算物理》 EI 北大核心 2005年第5期412-416,共5页
讨论了一类块三对角矩阵的求逆问题.由块三对角矩阵的LU分解,得到了其逆矩阵块元素的显式表达式.当考虑该表达式的结构特征时,可得到块元素的递推关系式,由此得到一个求逆矩阵的新算法.该算法比已有的块三对角矩阵求逆算法的计算复杂度... 讨论了一类块三对角矩阵的求逆问题.由块三对角矩阵的LU分解,得到了其逆矩阵块元素的显式表达式.当考虑该表达式的结构特征时,可得到块元素的递推关系式,由此得到一个求逆矩阵的新算法.该算法比已有的块三对角矩阵求逆算法的计算复杂度和计算时间低. 展开更多
关键词 块三对角矩阵 逆矩阵 LU分解 算法
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块三对角线性方程组不完全分解预条件的一种一维区域分解并行化方法 认领 引用 被引量:3
11
作者 吴建平 宋君强 李晓梅 《计算物理》 EI 北大核心 2008年第6期673-682,共10页
对块三对角线性方程组,不完全分解是最有效的预条件之一,但它本质上是一个串行计算过程,难以有效并行化.基于一维重叠区域分解,对局部不完全分解得到的上、下三角因子分别各自进行组合,构造一类全局的并行不完全分解型预条件.在具体实现... 对块三对角线性方程组,不完全分解是最有效的预条件之一,但它本质上是一个串行计算过程,难以有效并行化.基于一维重叠区域分解,对局部不完全分解得到的上、下三角因子分别各自进行组合,构造一类全局的并行不完全分解型预条件.在具体实现时,给出两种具体途径,其中一种基于所有重叠部分对应分量的交换.之后,在仔细对其中的计算过程进行分析的基础上,给出一种只需要一条网格线上分量通信的实现算法,大大减少了通信量,且通信不随重叠度的增加而增加.这种并行化方法可以应用于块三对角线性方程组的任何不完全分解型预条件.实验结果表明,文中提出的并行化方法普遍优于加性Schwarz并行化方法. 展开更多
关键词 线性方程组求解 块三对角矩阵 不完全分解 加性Schwarz 并行算法
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弹性波动方程数值解的有限元并行算法 认领 引用 被引量:5
12
作者 王月英 孙成禹 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2006年第5期27-30,共4页
在求解弹性波动方程中,有限元法的高内存量和巨大运算量的需求在基于单CPU串行算法中一直难于满足,制约其优势的发挥。根据有限元法的“化整为零、集零为整”的基本思想与并行处理技术的“分而治之”的原则基本一致,采用基于多CPU的并... 在求解弹性波动方程中,有限元法的高内存量和巨大运算量的需求在基于单CPU串行算法中一直难于满足,制约其优势的发挥。根据有限元法的“化整为零、集零为整”的基本思想与并行处理技术的“分而治之”的原则基本一致,采用基于多CPU的并行算法,从有限元参数矩阵计算和线性方程组求解两个方面入手,把求解区域分到多个CPU上并行计算参数矩阵,对线性方程组采用循环块三对角线方程组进行并行求解。对比了不同大小空间和不同CPU个数下的加速比,证实了多CPU的并行算法能够克服基于单CPU串行算法的物理限制,满足了有限元法的巨大空间量和运算量的需求。此算法具有理论上的正确性和实践上的可行性。 展开更多
关键词 有限元 并行算法 弹性波动方程 数值模拟 块三对角矩阵
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基于二步二阶边界值法的电磁暂态并行算法 认领 引用 被引量:2
13
作者 李博文 张磊 +1 位作者 叶宇国 张静 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2021年第2期226-233,共8页
为了提高电力系统电磁暂态数值计算的效率,提出了一种基于二步二阶边界值法的并行计算方法。该方法利用二步二阶边界值法对微分方程进行离散,离散后的雅克比矩阵是分块三对角矩阵,将初始矩阵重新排列。通过一个耦合矩阵,将高维雅克比矩... 为了提高电力系统电磁暂态数值计算的效率,提出了一种基于二步二阶边界值法的并行计算方法。该方法利用二步二阶边界值法对微分方程进行离散,离散后的雅克比矩阵是分块三对角矩阵,将初始矩阵重新排列。通过一个耦合矩阵,将高维雅克比矩阵分解为低维的、相互独立的子矩阵,从而允许并行计算。理论分析与结果表明,二步二阶边界值并行算法有着良好的加速效果,能显著提高电磁暂态仿真的计算效率。 展开更多
关键词 电磁暂态 数值计算 边界值方法 块三对角矩阵 并行算法
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规整填料绝热吸收器传热传质特性模拟算法 认领 引用 被引量:1
14
作者 王林 马爱华 +1 位作者 陈光明 崔晓龙 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2010年第5期65-68,75,共4页
建立降膜绝热吸收传热传质过程数学模型,通过Nusselt模型对数学模型简化获得液膜流动速度方程,利用有限差分法对数学模型进行离散化处理,采用TDMA算法进行算法设计,程序迭代算法采用二分法。数值计算喷淋溶液温度、初始浓度、流量和吸... 建立降膜绝热吸收传热传质过程数学模型,通过Nusselt模型对数学模型简化获得液膜流动速度方程,利用有限差分法对数学模型进行离散化处理,采用TDMA算法进行算法设计,程序迭代算法采用二分法。数值计算喷淋溶液温度、初始浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,模拟计算规整填料绝热吸收器内溶液温度和浓度分布规律,并利用实验数据验证模型合理性。该数学模型为规整填料绝热吸收器优化设计提供理论基础。 展开更多
关键词 规整填料 传热传质 数学模型 有限差分法 三对角阵算法
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带Wilkinson位移的QL方法的总体收敛性的新证明(英文) 认领 引用 被引量:1
15
作者 蒋尔雄 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 2004年第4期1-3,共3页
很多实际问题,如求结构振动的固有频率,动力系统稳定性的临界值等常常归结为计算对称矩阵的特征值,而首选的计算方法是先把该矩阵正交相似变换成一个对称三对角矩阵,再对这个对称三对角矩阵用带位移的QR(QL)方法.1968年J.H.Wilkinson给... 很多实际问题,如求结构振动的固有频率,动力系统稳定性的临界值等常常归结为计算对称矩阵的特征值,而首选的计算方法是先把该矩阵正交相似变换成一个对称三对角矩阵,再对这个对称三对角矩阵用带位移的QR(QL)方法.1968年J.H.Wilkinson给出对称三对角矩阵带位移的QR方法的第一个总体收敛定理,他证明了带Wilkinson位移的QR方法的总体收敛性,这是QR(QL)方法的理论基础,但他的证明太复杂.1978年W.Ho?man和B.N.Parlett又给出一个新证明,这是一个很精彩的证明,但也不是很简单.在此给出一简单而初等的证明,很适宜放在教材中. 展开更多
关键词 矩阵特征值问题 对称三对角矩阵 QR(QL)方法 Wilkinson位移 总体收敛性
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二维圆管导热反问题内壁瞬态温度的快速识别 认领 引用 被引量:2
16
作者 张经豪 卢涛 +5 位作者 熊平 郝睿智 周照春 田源 陈柏宇 张琪琪 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期64-72,共9页
以二维圆管为研究对象,基于控制容积积分法的导热正问题以及基于共轭梯度法的优化算法来构建二维瞬态导热反问题数学模型,分别采用Gauss-Seidel点迭代法与托马斯算法(tridiagonal matrix algorithm,TDMA)线迭代法对导热正问题离散方程... 以二维圆管为研究对象,基于控制容积积分法的导热正问题以及基于共轭梯度法的优化算法来构建二维瞬态导热反问题数学模型,分别采用Gauss-Seidel点迭代法与托马斯算法(tridiagonal matrix algorithm,TDMA)线迭代法对导热正问题离散方程进行求解。为了探究Gauss-Seidel点迭代法与TDMA线迭代法两种模型的精确性与时效性,设定了3种内壁面温度变化规律,以正问题所得到的外壁面温度值作为导热反问题的输入条件,并引入标准正态随机测量误差,探讨测量误差对反演结果精度的影响。数值试验证明了两种方法反演的精确性和抗噪性,且对比结果表明TDMA线迭代法的求解速度要优于Gauss-Seidel点迭代法,能够较快地反演得到内壁面温度波动值。 展开更多
关键词 导热反问题 共轭梯度法 控制容积积分法 Gauss-Seidel点迭代法 托马斯算法(TDMA)线迭代法
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MIMD并行系统上求实对称三对角矩阵特征值的并行QR算法 认领 引用
17
作者 郑慧娆 吴德平 《武汉大学学报(自然科学版)》 1991年第2期17-24,共8页
本文对求实对称三对角矩阵的并行QR算法中有关线性递推的并行计算进行了改进,并在武汉大学研制的MIMD多微机分布并行系统Wudp—88上实现。改进后的并行QR算法的并行效率比原来提高约1倍,对并行系统处理机的台数没有限制,适用的范围更广... 本文对求实对称三对角矩阵的并行QR算法中有关线性递推的并行计算进行了改进,并在武汉大学研制的MIMD多微机分布并行系统Wudp—88上实现。改进后的并行QR算法的并行效率比原来提高约1倍,对并行系统处理机的台数没有限制,适用的范围更广。这个算法采取了必要的措施,减少了各台处理机由于等待数据消耗的机器时间。 展开更多
关键词 矩阵 特征值 QR算法 并行系统
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求解块五对角方程组的新算法 认领 引用 被引量:1
18
作者 卢学飞 徐仲 《西南民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第4期659-665,共7页
根据块五对角矩阵的特殊分解,给出了求解块五对角方程组的新算法.含有可以选择的参数矩阵,适当选择这些参数矩阵,可以使得计算精度较著名的追赶法高.
关键词 块五对角矩阵 追赶法 参数矩阵
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严格对角占优的对称块三对角矩阵的逆 认领 引用 被引量:1
19
作者 连培培 畅大为 《烟台大学学报(自然科学与工程版)》 CAS 2016年第1期14-17,共4页
为了研究严格对角占优的对称块三对角矩阵的逆,利用了转换矩阵产生的关于块的连续两届递归关系及矩阵的代数运算方法,在其求逆的原有的计算公式的基础上,给出了求解严格对角占优的对称块三对角矩阵的逆的一种新的数值算法,在计算复杂度... 为了研究严格对角占优的对称块三对角矩阵的逆,利用了转换矩阵产生的关于块的连续两届递归关系及矩阵的代数运算方法,在其求逆的原有的计算公式的基础上,给出了求解严格对角占优的对称块三对角矩阵的逆的一种新的数值算法,在计算复杂度上改进了现有的结果,并在文章最后利用数值算例验证了其有效性. 展开更多
关键词 对称块三对角矩阵 严格对角占优矩阵 逆矩阵 算法
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一种改进的基于线性有限元并行计算的追赶算法 认领 引用 被引量:4
20
作者 于丹 《科技传播》 2013年第1期112-115,共4页
随着有限元计算规模的扩大,有限元并行计算的作用日益凸显。目前,对于有限元计算的并行处理的研究,主要集中在有限元计算的前置处理阶段,即有限元模型建立和网格划分阶段;研究以提高每个处理器所负责的子结构中的单元节点数的均匀程度... 随着有限元计算规模的扩大,有限元并行计算的作用日益凸显。目前,对于有限元计算的并行处理的研究,主要集中在有限元计算的前置处理阶段,即有限元模型建立和网格划分阶段;研究以提高每个处理器所负责的子结构中的单元节点数的均匀程度及减少通信开销为目标。然而,鲜有对有限元分析的计算求解阶段的并行处理进行深入研究,而有限元并行计算绝大部分都在此阶段完成。本文就是针对该问题,对线性有限元并行计算求解阶段需要处理的刚度矩阵进行分析,依据刚度矩阵的特点和比较各种矩阵分解算法的优劣之后,提出一种优化的并行计算策略。经过验证,在对刚度矩阵的计算进行分布式并行处理后,有限元分析的计算速度有明显提高。 展开更多
关键词 有限元并行计算 刚度矩阵 线性方程组 追赶算法 卷帘存储
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