We present families of space-time finite element methods (STFEMs) for a coupled hyperbolic-parabolic system of poro- or thermoelasticity. Well-posedness of the discrete problems is proved. Higher order approximations inheriting most of the rich structure of solutions to the continuous problem on computationally feasible grids are naturally embedded. However, the block structure and solution of the algebraic systems become increasingly complex for these members of the families. We present and analyze a robust geometric multigrid (GMG) preconditioner for GMRES iterations. The GMG method uses a local Vanka-type smoother. Its action is defined in an exact mathematical way. Due to nonlocal coupling mechanisms of unknowns, the smoother is applied on patches of elements. This ensures the damping of error frequencies. In a sequence of numerical experiments, including a challenging three-dimensional benchmark of practical interest, the efficiency of the solver for STFEMs is illustrated and confirmed. Its parallel scalability is analyzed. Beyond this study of classical performance engineering, the solver's energy efficiency is investigated as an additional and emerging dimension in the design and tuning of algorithms and their implementation on the hardware.


翻译:本文提出了一系列用于求解孔隙弹性或热弹性耦合双曲-抛物型系统的时空有限元方法(STFEMs)。证明了离散问题的良态性。通过自然嵌入方式,可在计算可行的网格上实现继承连续问题解丰富结构的高阶近似。然而,该类方法中不同成员的代数系统具有复杂的块结构及求解特性。我们提出并分析了一种用于GMRES迭代的鲁棒几何多重网格(GMG)预处理器。该GMG方法采用局部Vanka型平滑器,其作用以精确数学方式定义。由于未知量存在非局部耦合机制,平滑器在单元片上执行,从而确保误差频率的衰减。通过一系列数值实验(包括具有实际挑战性的三维基准算例),验证并确认了该求解器在STFEMs中的高效性。分析了其并行可扩展性。除传统性能工程研究外,本文还从算法设计、调优及其硬件实现的附加新兴维度出发,探究了求解器的能效特性。

0
下载
关闭预览

相关内容

让 iOS 8 和 OS X Yosemite 无缝切换的一个新特性。 > Apple products have always been designed to work together beautifully. But now they may really surprise you. With iOS 8 and OS X Yosemite, you’ll be able to do more wonderful things than ever before.

Source: Apple - iOS 8
机器学习组合优化
专知会员服务
111+阅读 · 2021年2月16日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月27日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员