● 摘要
随着电子计算机的出现和迅速发展,在各门自然科学和工程技术科学的发展中,“科学计算”已经成为平行于理论分析和科学试验的第三种科学手段。数值计算是科学计算中的一个必不可少的环节,而在数值计算中,一类很重要的问题就是线性方程组的求解。
对线性方程组 的求解,主要有直接法求解和迭代法求解。对于阶数不太高的线性方程组,用直接法比较有效,如果系数矩阵为无规律的大型稀疏矩阵(即矩阵中的许多元素为0),直接法就很难克服存储问题。而在求解线性方程组的许多实际问题中,尤其在偏微分方程的差分方法与有限元方法求解问题之中,方程具有重要的特征,一是多为大型稀疏矩阵;二是满足一些条件如对称正定、对角占优等,这使迭代法得到广泛的应用。另外,与直接法相比,迭代法还具有一些明显的优点,比如占用计算机的内存单元少、计算程序比较简单、收敛速度比较快等,从而成为近年来解线性方程组采用较多的方法。本文主要讨论的是用迭代法求解线性方程组,特别是在迭代法收敛的情况下,如何加速迭代法的收敛速度。
本文中线性方程组都有形式 ,其中 , , 为未知向量, 为已知向量。正文内容部分从第一章到第五章,详细内容说明如下:
第一章,主要叙述在线性方程组的求解过程中,迭代法的求解方法;同时叙述近年来一些迭代法的发展概况,特别是预条件方法在迭代法求解线性方程组中的作用。
第二章,给出本文所需要的基本知识和引理。包括有关的分裂理论和方法及预条件的一些结论。
第三章,也是本文的主要组成部分,叙述预条件矩阵 在系数矩阵 为严格对角占优的L-矩阵时能够加速AOR迭代法、对称的SOR迭代法(即SSOR迭代法)的收敛性,同时含参数的预条件矩阵 在系数矩阵 为严格对角占优的L-矩阵时能够加速2PPJ迭代法的收敛性,最后给出预条件 下AOR迭代法中参数 和 的最优参数的选取。
第四章,讨论在第三章提到的预条件 在加速迭代法收敛性方面要优于预条件 ,预条件 在加速某些迭代法收敛性方面要优于预条件 ,同时在数值上说明本文讨论的预条件 在加速某些迭代法收敛性方面要优于预条件 。
第五章,对文章的主要定理给出数值例子,从数值上加以说明。
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