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多层快速多极子方法的快速插值
  • ISSN号:0254-7791
  • 期刊名称:计算数学
  • 时间:0
  • 页码:145-156
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(10972215,60873113); 国家高技术研究发展计划(2009AA01A134,2010AA012301); 国家重点基础研究发展计划(2010CB832702)资助项目
  • 相关项目:材料界面力学行为的大规模分子动力学模拟研究
中文摘要:

多层快速多极子方法(MLFMM)可用来加速迭代求解由Maxwell方程组或Helmholtz方程导出的积分方程,其复杂度理论上是O(N log N),N为未知量个数.MLFMM依赖于快速计算每层的转移项,以及上聚和下推过程中的层间插值.本文引入计算类似N体问题的一维快速多极子方法(FMM1D).基于FMM1D的快速Lagrange插值算法可将转移项的计算复杂度由O(N~(1.5))降低到O(N).运用FMM1D与FFT混合的快速谱插值算法可将层间插值的计算复杂度由O(K~2)降低到O(K log K),K为插值取样点数.数值结果显示了基于这两种快速插值的MLFMM具有近似线性的时间复杂度.

英文摘要:

Multilevel fast multipole method(MLFMM)can be used to accelerate the iterative solution of integral equation deduced from Maxwell equations or Helmholtz-type equation, with a theoretical complexity ofO(N log N),where N is the number of unknowns.MLFMM depends on fast calculating the translation term at each level,and interpolations between levels during upward and downward pass phases.The one-dimentional fast multipole method (FMM1D)similar to which used in N-body problem is introduced in this paper. Fast Lagrange interpolation algorithm based on FMM1D can reduce the computing time of translation operator fromO(N~(1.5))toO(N).Fast spectrum interpolation with a hybrid FFT-FMM1D method can also reduce the computing complexity of interpolations between levels fromO(K~2)toO(K log K),where K is the number of sample points.The numerical results of MLFMM based on these two fast inperpolation methods have near linear time performances and accurate solutions.

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期刊信息
  • 《计算数学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:周爱辉
  • 地址:北京市海淀区中关村东路55号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:
  • 电话:010-62555115
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7791
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2125/O1
  • 邮发代号:2-521
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4140