Although multigrid is asymptotically optimal for solving many important partial differential equations, its efficiency relies heavily on the careful selection of the individual algorithmic components. In contrast to recent approaches that can optimize certain multigrid components using deep learning techniques, we adopt a complementary strategy, employing evolutionary algorithms to construct efficient multigrid cycles from proven algorithmic building blocks. Here, we will present its application to generate efficient algebraic multigrid methods with so-called \emph{flexible cycling}, that is, level-specific smoothing sequences and non-recursive cycling patterns. The search space with such non-standard cycles is intractable to navigate manually, and is generated using genetic programming (GP) guided by context-free grammars. Numerical experiments with the linear algebra library, \emph{hypre}, demonstrate the potential of these non-standard GP cycles to improve multigrid performance both as a solver and a preconditioner.


翻译:尽管多重网格方法在求解许多重要偏微分方程时具有渐近最优性,但其效率高度依赖于算法各组件的精细选择。与近期采用深度学习技术优化特定多重网格组件的方法不同,我们采用互补策略——利用进化算法从经过验证的算法构建模块中构造高效的多重网格循环。本文将此方法应用于生成具有所谓"灵活循环"(即层级特异性平滑序列与非递归循环模式)的高效代数多重网格方法。包含此类非标准循环的搜索空间难以通过人工方式导航,我们采用基于上下文无关文法的遗传编程(GP)进行引导生成。基于线性代数库hypre的数值实验表明,这些非标准GP循环在提升多重网格作为求解器与预处理器的性能方面具有显著潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
结合进化算法的深度强化学习方法研究综述
专知会员服务
81+阅读 · 2022年7月16日
【NeurIPS 2021】类比进化算法:设计统一的序列模型
专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月30日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月21日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
机器学习中的最优化算法总结
人工智能前沿讲习班
22+阅读 · 2019年3月22日
2018年深度学习优化算法最新综述
计算机视觉战队
10+阅读 · 2018年12月11日
GAFT:一个使用 Python 实现的遗传算法框架
Python开发者
10+阅读 · 2017年8月1日
从浅层模型到深度模型:概览机器学习优化算法
机器之心
27+阅读 · 2017年7月9日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
6+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
3+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
12+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员