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工程计算中大型稀疏矩阵存储方法研究
工程计算中大型稀疏矩阵存储方法研究
作者:
丁勇
冯仰德
周曼
纪国良
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
偏微分方程
大型稀疏矩阵
十字链表
按行(列)压缩存储格式
求解器
摘要:
在工程实际中,许多问题都可以归结为数值法求解偏微分方程(组)的问题.偏微分方程数值解法主要包括有限差分法、有限元法和有限体积法,其中大多数方法都是通过离散的方式将方程转化为线性方程组,通过求解线性系统得到原方程的数值解.在这个过程中,线性方程组的系数矩阵通常很大并且很稀疏,会占用大量存储空间并使方程组难以求解.针对这个问题,本文研究大型稀疏矩阵的压缩存储方法,只存储非零元素,降低存储空间消耗,避免零元素参与计算,提升计算效率.具体来说,在稀疏矩阵生成过程中,使用十字链表法存储,可以在常数时间内完成非零元素的插入操作;在方程组求解过程中,使用按行(列)压缩存储方法,既节约存储空间,又可以提高求解器的求解效率.在实验部分,本文分别使用有限差分法求解Laplace方程和有限元法计算圆环截面应力分布问题,对其中大型稀疏线性方程组的系数矩阵,采用十字链表法和按行(列)压缩存储法存储,使用直接法和迭代法求解线性方程组.实验结果显示,对于结构化和非结构化的稀疏矩阵,压缩存储方法不仅能够大幅度减少内存空间的占用,而且能够显著提升求解器的效率.
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篇名
工程计算中大型稀疏矩阵存储方法研究
来源期刊
数值计算与计算机应用
学科
关键词
偏微分方程
大型稀疏矩阵
十字链表
按行(列)压缩存储格式
求解器
年,卷(期)
2018,(3)
所属期刊栏目
研究方向
页码范围
217-230
页数
14页
分类号
字数
语种
中文
DOI
五维指标
作者信息
序号
姓名
单位
发文数
被引次数
H指数
G指数
1
周曼
17
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6.0
8.0
2
冯仰德
中国科学院计算机网络信息中心高性能计算技术与应用发展部
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3.0
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纪国良
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丁勇
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引证文献(4)
二级引证文献(0)
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节点文献
偏微分方程
大型稀疏矩阵
十字链表
按行(列)压缩存储格式
求解器
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研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
数值计算与计算机应用
主办单位:
中国科学院数学与系统科学研究院
出版周期:
季刊
ISSN:
1000-3266
CN:
11-2124/TP
开本:
16开
出版地:
北京市海淀区中关村东路55号
邮发代号:
2-413
创刊时间:
1980
语种:
chi
出版文献量(篇)
771
总下载数(次)
2
总被引数(次)
3531
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