• 제목/요약/키워드: Lanczos Algorithm

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MP 병렬컴퓨터에서 효과적인 과학계산의 수행 (Efficient Scientific Computation on WP Parallel Computer)

  • 김선경
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.26-30
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    • 2003
  • 대칭이고 큰 희소 행렬(Large Sparse Matrices)에 대한 가장 작거나 또는 가장 큰 고유치(Eigenvalues)들을 구하기 위해서 Lanczos 방법이 많이 이용된다. MP(Message Passing) 병렬 컴퓨터에서 global communications은 계산 속도를 떨어뜨린다. 본 논문에서는 s-step Lanczos 알고리즘을 소개하였으며 이 s-step 방법은 기존의 Lanczos 알고리즘에 의해 생성된 행렬에 유사한 축소 행렬을 생성하며 s-step Lanczos 알고리즘에서 한번의 반복은 기존의 Lanczos 알고리즘의 s 번 반복에 해당한다. s-step 방법은 global communications을 최소화하였으며 기존의 알고리즘에 비해 뛰어난 병렬 성질을 가진다. 알고리즘들은 Cray T3E에서 수행되었으며 그 결과를 볼 수 있다.

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A PROJECTION ALGORITHM FOR SYMMETRIC EIGENVALUE PROBLEMS

  • PARK, PIL SEONG
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제3권2호
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    • pp.5-16
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    • 1999
  • We introduce a new projector for accelerating convergence of a symmetric eigenvalue problem Ax = x, and devise a power/Lanczos hybrid algorithm. Acceleration can be achieved by removing the hard-to-annihilate nonsolution eigencomponents corresponding to the widespread eigenvalues with modulus close to 1, by estimating them accurately using the Lanczos method. However, the additional Lanczos results can be obtained without expensive matrix-vector multiplications but a very small amount of extra work, by utilizing simple power-Lanczos interconversion algorithms suggested. Numerical experiments are given at the end.

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THE INDEFINITE LANCZOS J-BIOTHOGONALIZATION ALGORITHM FOR SOLVING LARGE NON-J-SYMMETRIC LINEAR SYSTEMS

  • KAMALVAND, MOJTABA GHASEMI;ASIL, KOBRA NIAZI
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제24권4호
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    • pp.375-385
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    • 2020
  • In this paper, a special indefinite inner product, named hyperbolic scalar product, is used and all acquired results have been raised and proved with the proviso that the space is equipped with this indefinite scalar product. The main objective is to be introduced and applied an indefinite oblique projection method, called Indefinite Lanczos J-biorthogonalizatiom process, which in addition to building a pair of J-biorthogonal bases for two used Krylov subspaces, leads to the introduction of a process for solving large non-J-symmetric linear systems, i.e., Indefinite two-sided Lanczos Algorithm for Linear systems.

가속화된 Lanczos 알고리즘을 이용한 구조물의 고유치 해법 (Eigensolution Method for Structures Using Accelerated Lanczos Algorithm)

  • Kim, Byoung-Wan;Oh, Ju-Won;Lee, In-Won
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.364-370
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    • 2002
  • 본 논문에서는 양자물리학 분야에서 Lanczos 방법의 수렴을 가속화하기 위해 개발된 바 있는 행렬의 거듭제곱 기법을 동역학 분야의 Lanczos 순환식에 도입함으로써 구조물의 고유치 해석의 효율성을 향상시켰다 행렬의 거듭제곱 기법을 도입한 Lanczos 방법이 기존의 방법보다 수렴성이 더욱 우수하다. 수치예제를 통해 행렬의 거듭제곱 기법을 도입한 Lanczos 방법의 효율성을 검증하였으며 제안방법을 통한 고유치 해석에 있어서 가장 적합한 거듭제곱값을 제시하였다.

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AN AFFINE SCALING INTERIOR ALGORITHM VIA CONJUGATE GRADIENT AND LANCZOS METHODS FOR BOUND-CONSTRAINED NONLINEAR OPTIMIZATION

  • Jia, Chunxia;Zhu, Detong
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제29권1_2호
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    • pp.173-190
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    • 2011
  • In this paper, we construct a new approach of affine scaling interior algorithm using the affine scaling conjugate gradient and Lanczos methods for bound constrained nonlinear optimization. We get the iterative direction by solving quadratic model via affine scaling conjugate gradient and Lanczos methods. By using the line search backtracking technique, we will find an acceptable trial step length along this direction which makes the iterate point strictly feasible and the objective function nonmonotonically decreasing. Global convergence and local superlinear convergence rate of the proposed algorithm are established under some reasonable conditions. Finally, we present some numerical results to illustrate the effectiveness of the proposed algorithm.

구조물의 동적해석을 위한 효율적인 벡터중첩법 (Efficient Vector Superposition Method for Dynamic Analysis of Structures)

  • 김병완;정형조;김운학;이인원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.39-45
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    • 2003
  • 본 논문에서는 구조물의 효율적인 동적해석을 위한 수정된 Lanczos 벡터중첩법을 제안하였다. 제안방법은 강성행렬에 직교하는 Lanczos 벡터를 생성하는 수정된 Lanczos 알고리즘에 기초하고 있다. 단일입력하중을 받는 구조물의 해석에 있어서 제안한 Lanczos 벡터중첩법은 기존의 Lanczos 벡터중첩법과 동일한 정확도와 효율성을 갖는 반면 다중입력하중을 받는 구조물의 경우 제안방법이 기존의 방법보다 더욱 효율적이다. 수치예제를 통해 제안방법의 효율성을 검증하였다.

PERFORMANCE ENHANCEMENT OF PARALLEL MULTIFRONTAL SOLVER ON BLOCK LANCZOS METHOD

  • Byun, Wan-Il;Kim, Seung-Jo
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제13권1호
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    • pp.13-20
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    • 2009
  • The IPSAP which is a finite element analysis program has been developed for high parallel performance computing. This program consists of various analysis modules - stress, vibration and thermal analysis module, etc. The M orthogonal block Lanczos algorithm with shiftinvert transformation is used for solving eigenvalue problems in the vibration module. And the multifrontal algorithm which is one of the most efficient direct linear equation solvers is applied to factorization and triangular system solving phases in this block Lanczos iteration routine. In this study, the performance enhancement procedures of the IPSAP are composed of the following stages: 1) communication volume minimization of the factorization phase by modifying parallel matrix subroutines. 2) idling time minimization in triangular system solving phase by partial inverse of the frontal matrix and the LCM (least common multiple) concept.

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Ritz-Lanczos알고리즘을 이용한 Component mode Method에 의한 구조물의 동적 해석 (Dynamic Analysis of Structures by Component Mode Method using Ritz-Lanczos Algorithm)

  • 심재수
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 1997년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
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    • pp.151-158
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    • 1997
  • The main concern of numerical dynamic analysis of large structures is to find an acceptable solution with fewer mode shapes and less computational efforts. component mode method utilizes substructure technique to reduce the degrss of freedom but have a disadvantage to not consider the dynamic characteristics of loads. Ritz Vector method consider the load characteristics but requires many integrations and errors are accumulated. In this study, to prove the effectiveness of component mode method, Lanczos algorithm are introduced. To prove the effectiveness of this method, example structures areanalyzed and the results are compared with SAP90.

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Lanczos 알고리즘을 도입한 Ritz Vector법에 의한 구조물의 동적해석 (Structural Dynamic Analysis by Ritz Vector Method Modified with Lanczos Algorithm)

  • 심재수;황의승;박주경
    • 전산구조공학
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    • 제8권4호
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    • pp.181-187
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    • 1995
  • 동적해석에 대한 최근의 연구는 구조물의 자유도보다 적은 모우드 형상들을 사용하여 구조물을 해석하는 효과적인 방법을 찾는데 있다. Ritz알고리즘과 모우드가속도법은 모우드중첩법을 개선하고자 개발되었는데, Ritz알고리즘은 하중의 공간적 특성을 포함하지만, 계산과정에서 유용한 직교성을 잃는 경향이 있으며, 모우드가속도법은 만족할 만한 해를 얻기 위해 많은 수의 모우드 형상들을 고려해야 하는 단점이 있다. 또한 앞의 두 방법을 조합한 방법이 개발되었으나 너무 많은 계산과정과 시간을 필요로 한다. 이 연구의 목적은 Lanczos알고리즘을 이용하여 Ritz알고리즘의 효율성과 정확성을 보완하고 이를 프로그램화하여 검증하는데 있다. 본 연구의 결과로부터 Modified Ritz알고리즘을 이용한 동적해석방법이 합리적임이 증명되었다.

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Lanczos알고리즘과 Ritz Vector를 이용한 Component Mode Method에 의한 거대구조물의 동적해석 (Dynamic Analysis of Large Structures by Component Mode Method using Lanczos Algorithm and Ritz Vector)

  • 심재수;황의승;박태현
    • 전산구조공학
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    • 제9권2호
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    • pp.115-120
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    • 1996
  • 구조물의 동적해석의 주된 관점은 적은 갯수의 모우드형상과 계산과정으로 적정정도의 해를 구하는 것이다. Component mode method는 부분구조물 기법을 이용하여 자유도를 줄이는 방법을 이용하였으나 동하중의 특성이 고려되지 않는 단점이 있으며 이를 보완하기 위한 Ritz Vector법은 많은 반복연산이 필요하며 오차가 가중되는 단점이 있다. 본 연구에서는 Component mode method의 효율성을 개선시키고자 기존의 장점을 유지하면서 직접적분과정에서의 계산량을 현저히 줄일 수 있는 Lanczos 알고리즘을 도입하였다. 이 방법의 효율성을 검증하기 위하여 예제구조물을 해석하여 SAP90의 결과와 비교하였다.

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