We present augmented Lagrangian Schur complement preconditioners and robust multigrid methods for incompressible Stokes problems with extreme viscosity variations. Such Stokes systems arise, for instance, upon linearization of nonlinear viscous flow problems, and they can have severely inhomogeneous and anisotropic coefficients. Using an augmented Lagrangian formulation for the incompressibility constraint makes the Schur complement easier to approximate, but results in a nearly singular (1,1)-block in the Stokes system. We present eigenvalue estimates for the quality of the Schur complement approximation. To cope with the near-singularity of the (1,1)-block, we extend a multigrid scheme with a discretization-dependent smoother and transfer operators from triangular/tetrahedral to the quadrilateral/hexahedral finite element discretizations $[\mathbb{Q}_k]^d\times \mathbb{P}_{k-1}^{\text{disc}}$, $k\geq 2$, $d=2,3$. Using numerical examples with scalar and with anisotropic fourth-order tensor viscosity arising from linearization of a viscoplastic constitutive relation, we confirm the robustness of the multigrid scheme and the overall efficiency of the solver. We present scalability results using up to 28,672 parallel tasks for problems with up to 1.6 billion unknowns and a viscosity contrast up to ten orders of magnitude.


翻译:我们为不压缩的Stencial Stokes问题提供了强化的 Lagrangian Schur 补充性先决条件和强大的多格格方法, 并具有极端的粘度差异性。 例如, 在非线性粘度流动问题线性化时, 这些Stokes 系统就会产生这样的问题, 并且它们可能具有严重的不相容性和厌异性系数。 使用一个增强的Lagrangian 配方来抑制性限制, 使得Schur 的配方更容易补充到近似值, 但是在Stokes系统中导致一个几乎奇异数(1, 1)- 块。 我们为Schur 补充性近似的质量提出估计值。 为了应对( 1, 1) 区块的接近性问题, 我们扩展一个多格计划, 其离散性、 平滑度和转移操作者从三角/ 色度 和异性元素分解性分解性分解性分解性分解性, 使Schurrangical- coltical Protical Protical Protical Protical Protitution 。 使用一个不相 和不相正数级的不相联 。,,, 从一个不相正数级的不相形的不相形的不相形性图性图性图性图性 和正成的不相比性图性, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

ICML 2021论文收录
专知会员服务
122+阅读 · 2021年5月8日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
273+阅读 · 2019年10月9日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
保序最优传输:Order-preserving Optimal Transport
我爱读PAMI
6+阅读 · 2018年9月16日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
5+阅读 · 2018年5月31日
Arxiv
8+阅读 · 2018年5月15日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
保序最优传输:Order-preserving Optimal Transport
我爱读PAMI
6+阅读 · 2018年9月16日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员