代数多重网格(Algebraic Multigrid, AMG)是一种高效的数值求解线性系统的预处理技术,尤其适用于大规模的、不规则的稀疏矩阵问题。AMG方法起源于几何多重网格(Geometric Multigrid, GMG),但与GMG不同的是,AMG不需要对问题的物理空间进行多尺度的细化描述,而是基于矩阵的代数特性来构建多重网格层次。这种方法具有高度的灵活性,可以应用于各种复杂的工程和科学计算中。 AMG的核心思想是将复杂的大规模问题分解为一系列较小的、相互关联的问题,并在不同的“网格”层次之间进行迭代。通过在粗网格上快速地求解近似解,然后在细网格上校正,从而加速整体的求解过程。AMG的效率在于它能够有效地捕捉到矩阵的固有结构,减少求解过程中不必要的计算。 AMGX是NVIDIA公司开发的一种基于GPU优化的AMG实现,旨在利用图形处理器的强大并行计算能力,提高大规模科学计算的性能。AMGX提供了一种高度可定制的框架,允许用户根据特定的应用场景调整算法参数,以实现最佳性能。它支持多种预处理和后处理技术,如高斯-塞德尔松弛(Gauss-Seidel Relaxation)、最小二乘修正(Least Squares Correction, LSC)等,以及不同类型的矩阵剖分策略。 在AMG的理论中,关键步骤包括: 1. **共轭梯度法(Conjugate Gradient, CG)**:作为基础的迭代求解器,用于求解线性系统。 2. **粗网格选择**:确定粗化策略,如基于谱间隔或连接强度的矩阵特征来构造粗网格。 3. **限制器(Restriction)**:将细网格的残差信息下采样到粗网格,通常采用插值或投影操作。 4. **扩展器(Interpolation)**:将粗网格的解上采样回细网格,以进行校正。 5. **松弛(Relaxation)**:在每层网格上执行局部迭代,以减少误差。 6. **交错(Aggregation)**:用于构建粗网格的单元,可以基于弱连接或其他准则。 AMG的文献资料涵盖了算法的历史发展、理论基础、实现细节以及应用案例。中文资料可以帮助理解基本概念,而英文资料则可能提供更深入的数学分析和技术细节。通过学习这些资料,你可以掌握如何应用AMG和AMGX解决实际问题,例如在流体动力学、固体力学、电磁学等领域的数值模拟。 AMG和AMGX是现代数值计算中的重要工具,它们结合了数学的优雅和计算的效率,对于处理大型科学计算挑战具有不可估量的价值。通过对AMG理论的学习和AMGX的实际操作,工程师和研究人员可以更好地应对高性能计算面临的复杂性和计算量。
2025-09-26 18:40:37 16.7MB gpu
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多重网格法是一种高效的数值解法,广泛应用于求解各种偏微分方程。在润滑理论中,特别是针对弹流润滑膜厚度的准确计算,多重网格法展现出了其独特的优势。弹流润滑(Elastohydrodynamic Lubrication,EHL)是一种在高负荷和高滚动速度条件下出现的润滑状态,其中润滑膜能够承载相当大的载荷,而润滑膜的厚度是影响其性能的关键因素之一。 传统的数值计算方法在求解弹流润滑问题时,往往会遇到计算精度和计算效率难以兼顾的问题。多重网格法通过结合不同层次的网格,在保证计算精度的同时,显著提高了计算效率。在本文中,多重网格法被用于求解稳态等温线接触下的弹性流体动力润滑问题,给出了在不同工况下的数值解,并分析了Reynolds方程楔形项使用不同差分格式时,随着网格层数增加,数值解的变化趋势。 Reynolds方程是描述弹流润滑中润滑膜压力分布的基础方程,而其楔形项与润滑膜的形状密切相关,对计算结果的准确性有着重要影响。对于楔形项,文章分别采用了两点差分和三点差分两种差分格式,并研究了这些差分格式对计算结果的影响。结果显示,在常见工况下,无论是采用两点还是三点差分,随着网格层数的增加,最小膜厚、中心膜厚、第二压力峰值及其位置都会趋于稳定。 文章还提出了经验公式,用于准确计算中心膜厚与最小膜厚。当网格层数较少时,通过将两点差分和三点差分得到的膜厚值代入经验公式,就能获得与更高网格层数情况下计算结果非常接近的膜厚值。这为计算弹流润滑膜厚度提供了一种有效而快速的方法。 从历史发展来看,弹流润滑理论的研究始于20世纪60年代,Dowson和Higginson对线接触弹流润滑问题的研究,以及70年代Hamrock和Dowson对点接触弹流问题的研究,为弹流润滑理论奠定了基础。弹流润滑理论研究的是一个复杂的非线性系统,需要联合求解Reynolds方程、弹性变形方程、载荷平衡方程、黏度方程和密度方程等多个方程。这些方程的非线性特征给数值求解带来了困难。为应对这些困难,学者们提出了一系列的数值计算方法。 多重网格法就是应对这种复杂非线性问题的有效工具之一。它通过构建不同层次的网格,将复杂问题分解成多个子问题,在较粗的网格上获得初步解,再逐步细化网格进行修正,直到达到所需精度。这种方法能够有效减少计算量,缩短计算时间,对于解决大规模计算问题尤为有效。 在弹流润滑的工程应用中,准确计算润滑膜厚度对机械零件的设计与维护有着重要意义。润滑膜厚度不仅影响摩擦学特性,也关系到设备的能耗和寿命。因此,研究者和工程师们一直在寻求更为精确和高效的计算方法,而多重网格法正好满足了这种需求。通过研究者们的不断探索和实践,多重网格法在弹流润滑膜厚度计算中取得了显著的应用效果,为相关领域的深入研究和实际应用提供了强有力的理论支撑和技术支持。
2025-07-08 14:57:22 569KB 多重网格法 弹流润滑
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多重网格技术应用研讨,线性代数,傅里叶变换,奇异摄动等研究。
2025-07-08 14:57:03 3.61MB 多重网格
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AliceFlow_v0.48 程序Alice_Flow_v0.48用于在三维固态模型中计算温度场。 在某些情况下,会考虑冷却剂的对流传递。 也考虑了不同的非线性。 支持热瞬态响应的计算。 为了加快计算速度,使用了代数多重网格方法。 为了加快非平稳计算,实现了自适应局部细化网格(Alice)。 演算法 计算域的曲线边界充当步骤。 子网格解析方法未实现(丢失)。 建议使用矩形计算区域(3D体积)。 用于共轭传热的3D温度求解器。 有限体积法。 偶发的或短暂的。 来自文件的分析力或负载或零速度分量(vx,vy,vz)取决于。 牛顿里奇曼(Newton Richman)或斯特凡·博尔曼(Stefan Bolcman)边界条件。 压力链接方程的3D cfd半隐式方法(SIMPLE [1972])。 可以使用固定式或非固定式流体动力学求解器。 压力单调器SM Rhee和WL Chow [19
2024-06-05 17:37:52 61.5MB
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matlab开发-代数多重网格线性分流器。这个程序求解ax=b,其中a是m矩阵。测试用例可以在amg_test.m中找到。
2024-04-09 10:35:42 4.32MB 图像处理与计算机视觉
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利用多重网格算法,在最粗网格上,采用Newton—Raphson连代法模式精解线接 触弹流非线性方程组,克分利用了多重网格法与Newton—Raphson法各自的优点,计 算实践表明,求解弹流问题的数值解过程在收敛与稳定性方面均有较大改善,且有相 当宽的载荷参数适用范围。
2023-04-26 10:25:30 100KB 多重网格法
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5.05.Multigrid1D 一维泊松方程的V周期多重网格方法
2023-04-22 13:29:30 3KB Fortran
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多重网格法实例及matlab程序,多重网格法主程序 。
2022-10-26 12:18:16 167KB matlab多重网格 划分 多重网格 网格
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Matlab 求解偏微分的代码教学大纲 经典的多重网格方法 课程: 导师:马克·亚当斯, 需要帮忙? 浏览并创建 工作时间: 获得一对一帮助,或安排见面时间 课程说明 这是多网格方法的研究生水平,面向计算科学领域的广大读者。 介绍了一些分析,但没有介绍由 彻底涵盖的高级多重网格理论。 假设学生具备分析、偏微分方程和数值方法的基本知识,以及一些编程经验。 我们使用 Python 进行编程作业,使用托管于 的 Git 进行代码和文档管理。 这个粗略介绍了现代软件工程中的一些思想,例如分布式存储库和协作。 多重网格课程系列概述 经典的多重网格方法快速无矩阵几何多重网格、算法和椭圆和双曲线问题的应用 代数多重网格方法和专题用于椭圆问题的灵活、无网格、存储矩阵多重网格 当代多重网格方法:新兴架构、超大规模和现代软件工程具有结构化/非结构化网格细化的混合几何/代数多重网格,在新兴架构上,推进科学计算便携式可扩展工具包 (PETSc) 中的科学软件工程,并将其应用于磁流体动力学。 先决条件 数值分析课程(MSE XXX 或同等学历) 课堂上的笔记本电脑,用于练习等。 这些不会由讲师强制执行,但如果没
2022-09-08 10:53:11 4KB 系统开源
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多重网格迭代求解算法,代码实现使用递归V方法,有效加快求解速度,利用算例证实误差的高频分量和低频分量均有效消除,对照使用G-S迭代。 自学到吐血,希望能帮到大家! 未经允许禁止转载或商用!
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