大尺度图像编辑的泊松方程并行多重网格求解算法

随着获取设备的发展,大尺度、高分辨率数字图像已逐步进入人们的生活,大尺度图像的梯度域编辑显得更为重要,求解大规模未知数的泊松方程是大尺度图像梯度域编辑的关键。传统多重网格算法的迭代、约束和插值操作单独进行,内存和外存间通讯量大,算法效率低,为此提出了一种面向大尺度图像梯度域编辑的并行多重网格求解泊松方程的算法。该算法利用多重网格的迭代、约束和插值过程的内存数据访问局部性和更新相关性,构造滑动工作窗口,使迭代、约束和插值操作并行运行,提高了多重网格算法求解泊松方程的计算效率。全景图拼接实验表明,所提算法的运行效率高于超松弛迭代、高斯塞德尔迭代和传统多重网格算法。

并行多重网格光滑子JGS与PGS的性能比较

研究两个并行多重网格光滑子JGS和PGS,它们都是串行的GS光滑子的并行化。研究表明:JGS和PGS的光滑效果,在并行子网格内部与GS相近,而在子网格交界处附近很差。为衡量并行光滑子在子网格交界处的光滑性能,文中首次引入并行收敛速度的概念。数值结果显示,在光滑一到三次时,JGS的并行收敛速度总体优于PGS。最后结论是:JGS和PGS都算不上好的并行光滑子,设计新的并行光滑子应着眼于寻找子网格交界处误差的产生原因。

基于 NOWs 的并行多重网格计算

分析了工作站网络环境（ＮＯＷｓ）下并行多重网格计算中阻碍并行效率发挥的关键因素，分析了Ｓｃｈｗａｒｚ并行对并行效率和数值效率的影响，总结了将其应用到求解ＳＰＤ椭圆方程、间断问题、ｓｔｏｋｅｓ方程、高Ｒｅｙｎｏｌｄｓ不可压Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和三维跨声速Ｅｕｌｅｒ方程中所取得的重要结论。

多重网格法在求解泊松方程中的应用进展

多重网格(Multigrid,简称MG)法是求解复杂科学运算中由偏微分方程离散以后所得的大型代数线性方程组的最高效、最快速的迭代求解方法。本文详述了多重网格法在求解二维、三维泊松方程求解问题研究中的应用,与传统迭代方法相比在收敛速度、精度和稳定性上多重网格方法都有其固有的高效性。并初步的讨论了多重网格并行算法求解泊松方程正演问题,针对多重网格法应用于地球物理的各种数值模拟研究,提出了四点具体的研究发展方向,希望对今后研究有所帮助。

二维三温热传导方程的并行自适应多重网格算法求解

3-T heat conduct equation including electron, ion and photon (radiation) temperatures can be used to approximately describe the energy broadcast across multimedia for radial flow dynamics and discover the energy swapping among photon,electron and ion. Owing to the strong nonlinear diffusion coefficients and energy swapping coefficients and strong discontinuous coefficients across media interfaces,this equation is difficult to be solved with high numerical resolution. Based on the parallel adaptive multigrid software framework UG on 2-D unstructured grid, this paper successfully solved such equation with high resolution by combining the finite volume implicit discretization scheme and parallel adaptive multigrid algorithm, and gained much significant results.

多群辐射扩散问题特征驱动的并行AMG法

对求解多群辐射扩散(MGRD)方程组的大规模离散系统的已有快速算法进行分类,给出相应的综述。基于近年来所设计的关于并行代数多重网格(AMG)方面的工作,形成基于物理量的近似Schur补型与基于物理和代数特征的组合型预条件算法和理论框架,并对这些工作在该框架下的要素进行了刻画。利用上述框架,设计一种具有基本逼近性和低计算复杂度的近似Schur补型预条件子,并建立相应的谱等价理论;对比数值实验表明:新预条件子具有更好的稳健性和计算效率。最后提出需要进一步解决的若干问题。