We consider approximating solutions to parameterized linear systems of the form $A(\mu_1,\mu_2) x(\mu_1,\mu_2) = b$. Here the matrix $A(\mu_1,\mu_2) \in \mathbb{R}^{n \times n}$ is nonsingular, large, and sparse and depends nonlinearly on the parameters. Specifically, the system arises from a discretization of a partial differential equation and $x(\mu_1,\mu_2) \in \mathbb{R}^n$, $b \in \mathbb{R}^n$. The treatment of linear systems with nonlinear dependence on a single parameter has been well-studied, and robust methods combining companion linearization, Krylov subspace methods, and Chebyshev interpolation have enabled fast solution for multiple parameter values at the cost of a single iteration. Solution of systems depending nonlinearly on multiple parameters is more challenging. This work overcomes those additional challenges by combining companion linearization, the Krylov subspace method preconditioned bi-conjugate gradient (BiCG), and a decomposition of a tensor matrix of precomputed solutions, called snapshots. This produces a reduced order model of $x(\mu_1,\mu_2)$, and this model can be evaluated inexpensively for many values of the parameters. An interpolation of the model is used to produce approximations on the entire parameter space. In addition this method can be used to solve a parameter estimation problem. This approach allows us to achieve similar computational savings as for the one-parameter case; we can solve for many parameter pairs at the cost of many fewer applications of an efficient iterative method. The technique is presented for dependence on two parameters, but the strategy can be extended to more parameters using the same approach. Numerical examples of a parameterized Helmholtz equation show the competitiveness of our approach.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】数据科学的实用线性代数,328页pdf
专知会员服务
137+阅读 · 2022年9月17日
专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月4日
专知会员服务
50+阅读 · 2021年6月2日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
147+阅读 · 2020年7月6日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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 · 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
2+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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月26日
Arxiv
0+阅读 · 2月18日
Arxiv
0+阅读 · 2月4日
VIP会员
相关资讯
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
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 · 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
2+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
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
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