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二维泊松方程的遗传PSOR改进算法
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012.12
  • 页码:63-72
  • 分类:O241.82[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082, [2]合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥230009, [3]电子测试技术国防科技重点实验室,青岛266555
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(批准号:50925727)、国家自然科学基金(批准号:60876022,61102039,51107034)、湖南省科技计划项目(批准号:2011J4,2011JK2023)、国防预研重大项目(批准号:C1120110004)、广东省教育部产学研计划(批准号:20098090300196)和中央高校基本科研业务费资助的课题
  • 相关项目:数模混合信号集成电路电流测试方法及关键技术研究
中文摘要:

针对二维泊松方程在实际应用过程中几种常用方法存在计算量大、易发散、局部收敛等不足,提出了一种改进算法.该算法基于并行超松弛迭代法,采用遗传算法对松弛因子进行全局寻优,解决了超松弛迭代法求解泊松方程时最佳松弛因子难以确定的问题.构建了多目标适应度函数,优化了遗传算子参数,分析了算法的计算量、计算时间与误差精度,与传统方法进行了对比研究.结果表明:松弛因子对泊松方程求解的速度与精度影响显著:改进算法能减少迭代次数,节省计算时问,加快方程的求解:算法适合于求解计算量较大、精度要求较高的时域有限差分方程,而且精度要求越高,算法的性能越好,节省的时间也越多.

英文摘要:

There exist some disadvantages in the calculation of two-dimensional Poisson equation with several common methods. A new ameliorative algorithm is presented. It is based on a parallel successive over-relaxation (PSOR) method, by using the multi-objective genetic algorithm to search for optimal relaxation factor, with which the problem of optimal relaxation factor selection in PSOR is solved. The multi-objective fitness function is constructed, with which the genetic algorithm parameters are optimized. The analysis mainly focuses on algorithm computation, time cost and accuracy of error correction. The performance of the ameliorative algorithm is compared with those of Jacobi, Gauss-Seidel, Successive over relaxation iteration (SOR) and PSOR. Experimental results show that relaxation factor has a significant effect on the speed of solving Poisson equation, as well as the accuracy. The improved algorithm can increase the speed of iteration and obtain higher accuracy than traditional algorithm. It is suited for solving complicated finite difference time domain equations which need high accuracy. The higher the accuracy requirement, the better the performance of the algorithm is and the more computation time can also be saved.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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)
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