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矢量有限元素法在随钻电阻率测井模拟中的应用 被引量:26
1
作者 张中庆 穆林雪 +2 位作者 张雪 李飞虎 王卓远 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期64-71,共8页
在三维非均匀介质中,提出一种新型的矢量有限元素法(FEM),用来模拟随钻(LWD)电阻率测井仪器的响应。在斜井和水平井中,成层的介质空间被离散成多个四面体单元,每个四面体有6个矢量棱边元。在三维地层模型中,未知数个数可以超过一百万个... 在三维非均匀介质中,提出一种新型的矢量有限元素法(FEM),用来模拟随钻(LWD)电阻率测井仪器的响应。在斜井和水平井中,成层的介质空间被离散成多个四面体单元,每个四面体有6个矢量棱边元。在三维地层模型中,未知数个数可以超过一百万个,采用代数多重网格结合多重前线解法,使用个人计算机即可求解这样大规模的线性方程。通过已发表的时域有限差分法(FDTD)的数值结果和实际测井数据,对仿真结果的有效性进行了双重验证。由此开发的算法已应用到模拟井眼、偏心、倾角、围岩校正和其他一些三维的测井响应中。所提方法也能为LWD电阻率测井仪器的设计提供理论支持。 展开更多
关键词 随钻测井 数值模拟 矢量有限元素法 多重前线解法 代数多重网格
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求解三维高次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法 被引量:17
2
作者 孙杜杜 舒适 《计算数学》 CSCD 北大核心 2005年第1期101-112,共12页
本文针对带有间断系数的三维椭圆问题,讨论任意四面体剖分下的二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法.通过分析线性和高次有限元空间之间的关系,我们给出了一种新的网格粗化算法和构造提升算子的代数途径.进一步,我们还对新的代数多... 本文针对带有间断系数的三维椭圆问题,讨论任意四面体剖分下的二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法.通过分析线性和高次有限元空间之间的关系,我们给出了一种新的网格粗化算法和构造提升算子的代数途径.进一步,我们还对新的代数多重网格法给出了收敛性分析.数值实验表明这种代数多重网格法对求解二次拉格朗日有限元方程是健壮和有效的. 展开更多
关键词 拉格朗日 高次 多重网格法 求解 间断系数 有限元空间 代数 有限元方程 三维 剖分
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一类三维等代数结构面剖分下的代数多重网格算法 被引量:8
3
作者 舒适 黄云清 +2 位作者 阳莺 蔚喜军 肖映雄 《计算物理》 CSCD 北大核心 2005年第6期488-492,共5页
对一类等代数结构面的三维非结构网格剖分,针对光滑变系数和各向异性系数的偏微分方程,给出两种非结构代数多重网格算法,数值试验表明算法的有效性和健壮性.
关键词 代数多重网格法 三维非结构网格 各向异性
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一种各向异性四边形网格下的代数多重网格法 被引量:6
4
作者 谭敏 肖映雄 舒适 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期78-84,共7页
针对一类各向同性椭圆型边值问题,讨论了各向异性四边形网格对线性有限元方程的代数多重网格(AMG)法的影响.进一步通过利用问题和网格的部分几何和分析信息,设计了一种新的AMG法,数值实验表明:新的AMG法,较通常的AMG法具有更好的“鲁棒”
关键词 双线性有限元 代数多重网格法 各向异性四边形网格
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三温能量方程离散线性系统的两层迭代算法收敛因子估计及特征分析 被引量:1
5
作者 郝悦 黄思路 徐小文 《计算物理》 CSCD 北大核心 2024年第1期122-130,共9页
基于代数多重网格(AMG)方法的理论框架,详细分析基于物理量粗化的两层迭代方法(PCTL)算法的具体收敛性质,刻画算法收敛因子的合理上界,为PCTL算法提供理论保证。进一步深入分析影响PCTL算法收敛速度的代数特征,如对角占优性和耦合强度,... 基于代数多重网格(AMG)方法的理论框架,详细分析基于物理量粗化的两层迭代方法(PCTL)算法的具体收敛性质,刻画算法收敛因子的合理上界,为PCTL算法提供理论保证。进一步深入分析影响PCTL算法收敛速度的代数特征,如对角占优性和耦合强度,为PCTL算法的应用和算法调优提供了理论指导。 展开更多
关键词 三温能量方程组 基于物理量粗化的两层迭代方法 代数多重网格方法 收敛性质 影响因子
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代数多重网格法在岩体力学有限元分析中的应用 被引量:6
6
作者 谢学斌 肖映雄 +1 位作者 潘长良 舒适 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期165-170,共6页
代数多重网格法具有存贮量小、收敛精度高和计算时间少等优点,将代数多重网格方法引入到岩体力学有限元计算领域,论述了基于单元聚集和能量极小意义下适于岩体力学有限元求解的代数多重网格粗化策略与插值算子,并详细描述了相应的代数... 代数多重网格法具有存贮量小、收敛精度高和计算时间少等优点,将代数多重网格方法引入到岩体力学有限元计算领域,论述了基于单元聚集和能量极小意义下适于岩体力学有限元求解的代数多重网格粗化策略与插值算子,并详细描述了相应的代数多重网格算法。数值试验表明:在岩体力学与工程问题的有限元数值计算中,代数多重网格求解法是高效的、适用的,较直接法和其他常用迭代方法具有明显的优越性。 展开更多
关键词 岩体力学 有限元分析 代数多重网格法 粗化技术 插值算子
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面向渗流力学应用特征的预条件方法 被引量:1
7
作者 冯春生 李仕哲 +2 位作者 刘生豪 张晨松 赵梨 《计算物理》 CSCD 北大核心 2024年第1期98-109,共12页
渗流力学模型由多个偏微分方程非线性耦合而成。在不同的应用问题中,渗流力学问题的特性并不完全相同,相应的求解方法也不相同。本文以油气藏开发中的典型数学模型为例,介绍多孔介质中的多相多组分渗流力学方程的数学形式、应用特征以... 渗流力学模型由多个偏微分方程非线性耦合而成。在不同的应用问题中,渗流力学问题的特性并不完全相同,相应的求解方法也不相同。本文以油气藏开发中的典型数学模型为例,介绍多孔介质中的多相多组分渗流力学方程的数学形式、应用特征以及其离散线性方程组的高效求解方法,特别是一些常用的预条件方法。此外,对标准算例进行适当的修改,对部分预条件方法的共享内存并行效率进行了测试。 展开更多
关键词 渗流力学 达西方程 多孔弹性方程 不完全LU分解 代数多重网格法
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基于余维裂缝多孔介质渗流的差分多重网格法
8
作者 向远强 范小林 邹志涵 《贵州师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期91-99,共9页
研究了余维(又称为降维)裂缝多孔介质中不可压单相流体渗流问题的一种有效数值求解方法。结合多重网格法和块中心有限差分法的优点,给出了一种块中心有限差分多重网格法求解裂缝多孔介质渗流问题,通过该方法提高了计算效率。经过数值实... 研究了余维(又称为降维)裂缝多孔介质中不可压单相流体渗流问题的一种有效数值求解方法。结合多重网格法和块中心有限差分法的优点,给出了一种块中心有限差分多重网格法求解裂缝多孔介质渗流问题,通过该方法提高了计算效率。经过数值实验,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 余维裂缝 多孔介质 多重网格 块中心有限差分
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大型稀疏法方程组的代数多重网格解法 被引量:5
9
作者 郭飞霄 杨力 +1 位作者 刘荣 汪菲菲 《测绘科学技术学报》 北大核心 2012年第1期5-8,共4页
测量平差中经常会遇到大型稀疏法方程组的求解。传统的线性方程组迭代解法能够很快平滑误差分量中的高频分量;但对于低频分量衰减很慢。代数多重网格算法通过建立多重网格,并在不同的网格层上分别处理高低频误差分量,将所有层相互协调... 测量平差中经常会遇到大型稀疏法方程组的求解。传统的线性方程组迭代解法能够很快平滑误差分量中的高频分量;但对于低频分量衰减很慢。代数多重网格算法通过建立多重网格,并在不同的网格层上分别处理高低频误差分量,将所有层相互协调起来求解同一问题。这对于大规模稀疏线性方程组的求解,具有高效性。这里介绍了代数多重网格算法,并进行了改进,得到了AMG-CG算法。数值算例表明,代数多重网格算法(AMG)以及改进的AMG-CG算法对求解大型稀疏法方程组具有高效性和数值稳定性,改进后的AMG-CG算法在计算效率上进一步提高,对于大型稀疏法方程组的求解是可行有效的算法。 展开更多
关键词 大型法方程组 稀疏 迭代法 代数多重网格算法 高效性
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图像去噪的ROF模型的几个新的算法 被引量:4
10
作者 许秋滨 《应用数学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期470-481,共12页
本文对图像去噪的ROF模型的非线性项▽·((▽u)/((|▽u|2+β)1/2)构造了几个新的差分格式.用不动点迭代法求解得到的非线性系统,并在每一步的迭代中用代数多重网格法求解对应的大型稀疏线性方程组.最后对不同的含有高斯白噪声的图... 本文对图像去噪的ROF模型的非线性项▽·((▽u)/((|▽u|2+β)1/2)构造了几个新的差分格式.用不动点迭代法求解得到的非线性系统,并在每一步的迭代中用代数多重网格法求解对应的大型稀疏线性方程组.最后对不同的含有高斯白噪声的图像进行了处理,结果表明本文的算法是有效的和可靠的. 展开更多
关键词 差分格式 图像去噪 不动点迭代 代数多重网格法
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半导体器件数值模拟中电子连续性方程的求解算法
11
作者 胡毅 安恒斌 《计算物理》 CSCD 北大核心 2023年第5期570-582,共13页
针对电子连续性方程的离散代数方程组,对离散线性系统的矩阵进行分析,得到矩阵的三类特点;针对大规模电子连续性方程的离散方程组,采用预处理Krylov子空间方法进行求解,并比较和分析几类预处理方法的效果。结果表明:代数多重网格(AMG)... 针对电子连续性方程的离散代数方程组,对离散线性系统的矩阵进行分析,得到矩阵的三类特点;针对大规模电子连续性方程的离散方程组,采用预处理Krylov子空间方法进行求解,并比较和分析几类预处理方法的效果。结果表明:代数多重网格(AMG)预处理Krylov子空间方法在求解离散电子连续性方程方面非常有效。开展AMG预处理Krylov子空间方法求解离散电子连续性方程的大规模并行可扩展性测试,比较和分析了AMG方法中三类关键算法参数的选取。 展开更多
关键词 电子连续性方程 迭代方法 代数多重网格 预处理 Krylov方法
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Numericals for total variation-based reconstruction of motion blurred images 被引量:1
12
作者 XU Qiu-bin 《Applied Mathematics(A Journal of Chinese Universities)》 SCIE CSCD 2010年第3期367-373,共7页
In this paper image with horizontal motion blur, vertical motion blur and angled motion blur are considered. We construct several difference schemes to the highly nonlinear term △↓.(△↓u/√|△↓|^2+β) of the ... In this paper image with horizontal motion blur, vertical motion blur and angled motion blur are considered. We construct several difference schemes to the highly nonlinear term △↓.(△↓u/√|△↓|^2+β) of the total variation-based image motion deblurring problem. The large nonlinear system is linearized by fixed point iteration method. An algebraic multigrid method with Krylov subspace acceleration is used to solve the corresponding linear equations as in [7]. The algorithms can restore the image very well. We give some numerical experiments to demonstrate that our difference schemes are efficient and robust. 展开更多
关键词 Motion blur difference scheme fixed point method algebraic multigrid method.
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三维椭圆问题三次有限元方程的代数多层网格法 被引量:3
13
作者 张红梅 肖映雄 舒适 《数值计算与计算机应用》 CSCD 2008年第4期277-290,共14页
通过分析三次有限元空间与线性有限元空间之间的关系,提出了一种求解三维椭圆问题三次有限元方程的两水平方法.然后,通过调用现有的代数多层网格(AMG)法求解粗水平方程,建立了求解三次有限元方程的AMG法,并对其收敛性进行了严格的理论分... 通过分析三次有限元空间与线性有限元空间之间的关系,提出了一种求解三维椭圆问题三次有限元方程的两水平方法.然后,通过调用现有的代数多层网格(AMG)法求解粗水平方程,建立了求解三次有限元方程的AMG法,并对其收敛性进行了严格的理论分析.数值实验结果表明,本文设计的AMG方法对求解三维椭圆问题三次有限元方程具有很好的计算效率和鲁棒性. 展开更多
关键词 代数多层网格 三次元 两水平方法 四面体剖分
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岩石力学三维有限元分析的代数多重网格求解法 被引量:2
14
作者 谢学斌 肖映雄 +1 位作者 舒适 潘长良 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2358-2363,共6页
多重网格法是一种求解由偏微分方程边值问题所导出的代数方程组的快速算法,几何多重网格法存在某些缺陷,影响它的推广应用。采用代数多重网格法求解岩石力学三维有限元离散线性方程组,简要介绍代数多重网格三维粗网格形成方法与三维插... 多重网格法是一种求解由偏微分方程边值问题所导出的代数方程组的快速算法,几何多重网格法存在某些缺陷,影响它的推广应用。采用代数多重网格法求解岩石力学三维有限元离散线性方程组,简要介绍代数多重网格三维粗网格形成方法与三维插值算子,利用研制的基于代数多重网格法的三维有限元程序进行—系列数值试验。结果表明:代数多重网格法求解各种复杂计算条件下岩石力学三维有限元方程时具有良好的收敛特性和较强的适应能力,计算效率远高于直接法求解器,为大规模岩土工程三维有限元分析提供一种快速有效的方法。 展开更多
关键词 岩石力学 代数多重网格法 粗化技术 插值算子 三维有限元 数值方法
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代数多重网格方法在紊流数值预测中的应用 被引量:2
15
作者 蒋光彪 何永森 +1 位作者 肖映雄 舒适 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1016-1021,共6页
机械和矿山工程中广泛使用锥形渐扩管。将DLR型k-ε紊流模型中非线性偏微分方程基于全隐式高精度迎风差分格式离散,得到差分方程的系数矩阵为五对角块十三对角带状稀疏矩阵,基于一种"三元组"方式进行压缩存储,节约内存。提出... 机械和矿山工程中广泛使用锥形渐扩管。将DLR型k-ε紊流模型中非线性偏微分方程基于全隐式高精度迎风差分格式离散,得到差分方程的系数矩阵为五对角块十三对角带状稀疏矩阵,基于一种"三元组"方式进行压缩存储,节约内存。提出了一种基于DLR型k-ε紊流模型与代数多重网格方法结合的新算法,阐述了代数多重网格方法的实施过程。对具有逆压梯度流动的锥形渐扩管内紊流进行了数值预测。数值实验表明,代数多重网格方法对求解紊流模型离散方程组非常有效,同此前该紊流数值模拟中使用的Point-SOR方法相比,计算效率有了显著提高,计算结果与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 代数多重网格方法 锥形渐扩管 紊流 DLR型k-ε紊流模型 稀疏矩阵
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A Robust Algorithm for Blind Total Variation Restoration
16
作者 Jing Xu Qian-shun Chang 《Acta Mathematicae Applicatae Sinica》 SCIE CSCD 2008年第4期681-690,共10页
Image restoration is a fundamental problem in image processing. Blind image restoration has a great value in its practical application. However, it is not an easy problem to solve due to its complexity and difficulty.... Image restoration is a fundamental problem in image processing. Blind image restoration has a great value in its practical application. However, it is not an easy problem to solve due to its complexity and difficulty. In this paper, we combine our robust algorithm for known blur operator with an alternating minimization implicit iterative scheme to deal with blind deconvolution problem, recover the image and identify the point spread function(PSF). The only assumption needed is satisfy the practical physical sense. Numerical experiments demonstrate that this minimization algorithm is efficient and robust over a wide range of PSF and have almost the same results compared with known PSF algorithm. 展开更多
关键词 Blind deconvolution total variation algebraic multigrid method Krylov acceleration
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非线性椭圆问题的非精确牛顿代数多重网格法
17
作者 李明 《重庆师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期98-102,共5页
采用基于矩阵图集的粗化算法形成粗点集,构造改进的插值算子,结合V型多重网格法和瀑布型多重网格法的算法结构,提出了一种改进的代数多重网格(IAMG)法,并估计了该算法的计算量。将IAMG法运用于求解牛顿算法中线性校正方程,提出了求解非... 采用基于矩阵图集的粗化算法形成粗点集,构造改进的插值算子,结合V型多重网格法和瀑布型多重网格法的算法结构,提出了一种改进的代数多重网格(IAMG)法,并估计了该算法的计算量。将IAMG法运用于求解牛顿算法中线性校正方程,提出了求解非线性椭圆型问题的非精确牛顿代数多重网格(IN-AMG)法。数值实验表明与对比算法相比,IN-AMG法在求解线性校正方程方面的整体计算量更少、计算时间更短。 展开更多
关键词 插值算子 代数多重网格法 非精确牛顿代数多重网格法 非线性椭圆问题
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求解三维混凝土骨料模型分层高次元方程的多水平方法 被引量:1
18
作者 肖映雄 郭瑞奇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1260-1266,1419,共8页
三维混凝土随机骨料模型是由基体、骨料及界面层所组成的一种复杂弱不连续问题。高阶有限元方法是确保各骨料界面附近数值解保持较高精度的计算方法之一,但与低阶单元(如线性元)相比,高阶单元具有更高的计算复杂性,需要更多的计算机存... 三维混凝土随机骨料模型是由基体、骨料及界面层所组成的一种复杂弱不连续问题。高阶有限元方法是确保各骨料界面附近数值解保持较高精度的计算方法之一,但与低阶单元(如线性元)相比,高阶单元具有更高的计算复杂性,需要更多的计算机存储单元。本文针对混凝土骨料模型四面体分层高次有限元方程,提出了相应的两水平方法及多水平方法,这些方法本质性地将高次有限元方程化归为相应线性有限元方程的求解。在程序实现中,由于采用了分层基,因而不需建立判定未知数变量指标和所属几何节点类型对应关系的代数判据,构造相应网格层之间的转换算子也变得简单有效,从而显著提高了运算效率。数值例子验证了方法的有效性,为求解实际三维混凝土骨料模型提供了相应的快速计算方法。 展开更多
关键词 混凝土骨料模型 分层高阶单元 多水平方法 代数多重网格 数值模拟
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基于分层高阶四边形亚参元分析的PCG法研究
19
作者 肖映雄 谢凌洁 《云南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期877-887,共11页
在二维有限元分析中,为了提高计算精度,往往需要采用高阶单元.这类单元具有某些特殊的优点,例如,能解决弹性问题的闭锁现象.但与线性元相比,高阶单元节点数多,单元分析复杂,相应离散化矩阵又具有病态性,利用通常的方法求解有限元方程时... 在二维有限元分析中,为了提高计算精度,往往需要采用高阶单元.这类单元具有某些特殊的优点,例如,能解决弹性问题的闭锁现象.但与线性元相比,高阶单元节点数多,单元分析复杂,相应离散化矩阵又具有病态性,利用通常的方法求解有限元方程时其效率将大大降低.针对分层高阶四边形亚参元分析中的离散化线性代数系统,通过利用其系数矩阵的分层结构特性以及对应分块矩阵的代数性质,设计了一种简单、有效的预条件子.该预条件子的计算主要化归为Q元离散化系统的求解,通过调用已有的代数多重网格(GAMG)法高效求解Q元系统,获得了内迭代计算效率得到显著提升的预条件共轭梯度(PCG)法.数值试验结果验证了PCG法的有效性,为分层高阶有限元分析提供了一种高效求解器. 展开更多
关键词 分层高阶单元 病态矩阵 代数多重网格法 预条件子 数值模拟
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求解非结构四边形二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法
20
作者 刘轩 孙杜杜 舒适 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期8-15,共8页
针对一类带间断系数的椭圆边值问题,在非结构四边形部分下,讨论了两种二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法,通过利用双线性元和二次元基函数之间的表示关系,给出了一种新的网格粗化算法和构造提升算子的代数途径.数值实验表明:新的... 针对一类带间断系数的椭圆边值问题,在非结构四边形部分下,讨论了两种二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法,通过利用双线性元和二次元基函数之间的表示关系,给出了一种新的网格粗化算法和构造提升算子的代数途径.数值实验表明:新的AMC法具有更好的“鲁棒”性和效率. 展开更多
关键词 代数多重网格法 四连形网格 二次拉格朗日有限元
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