• 제목/요약/키워드: conjugate-gradient method

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Conjugate Gradient 법을 이용한 경로기반 통행배정 알고리즘의 구축 (A Development of a Path-Based Traffic Assignment Algorithm using Conjugate Gradient Method)

  • 강승모;권용석;박창호
    • 대한교통학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.99-107
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    • 2000
  • 경로기반 통행 배정은 실시간 통행 배정에서 이용되는 경로기반 해를 제공할 수 있기 때문에 첨단 교통 체계(ITS)의 실시간 교통 제어 및 교통 안내 등에 유용하게 이용될 수 있다. 많이 사용되고 있는 경로기반 통행배정 알고리즘의 하나인 Gradient Projection(GP) 알고리즘은 일반적으로 최적해 근처로는 빠른 접근 속도를 보이나. 일단 최적해에 근접하면 수렴 속도가 다소 느려지게되는 단점이 있다. 기존 알고리즘의 이러한 단점을 극복하기 위해 기존의 GP 알고리즘에 Conjugate Gradient 법을 결합시켜 보다 효율적인 경로기반 통행배정 알고리즘을 구축하였다. 이는 최적해 근처에서 더욱 정확한 이동방향을 결정하여 빠른 시간 내에 최적해를 도출해 내도록 하기 위한 것이다. 또한, 구축된 알고리즘을 가로망에 적용, 그 효율성을 검증하여 Conjugate Gradient 법이 통행 배정 모형의 사용자 평형 모형에서와 같은 목적함수의 경우에서도 매우 빠른 수렴을 위해 유용하게 쓰일 수 있다는 것을 보였다.

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초고해상도 영상 복원을 위한 Preconditioned Conjugate Gradient 최적화 기법 (Preconditioned Conjugate Gradient Method for Super Resolution Image Reconstruction)

  • 이은성;김정태
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권8C호
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    • pp.786-794
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    • 2006
  • 본 논문에서는 초고해상도 영상을 복원하기 위한 최적화 기법으로 널리 사용되는 PCG(Preconditioned Conjugate Gradient) 기법을 위한 새로운 preconditioner를 제안하였다. 제안된 preconditioner는 기존의 블록 circulant preconditioner를 확장하여 roughness 벌칙 함수에 대해서 효과적인 수렴이 가능하도록 한 것으로써, 잡음에 민감한 기존 방법의 성능을 개선할 수 있는 것이다. 제안된 preconditioner의 성능을 확인하기 위한 실험과 시뮬레이션에서 제안된 PCG 방법은 기존 방법보다 우수한 수렴 속도를 보였다.

GCGM을 이용한 타원형 수치 파랑모형 (Elliptic Numerical Wave Model Using Generalized Conjugate Gradient Method)

  • 윤종태
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.93-99
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    • 1998
  • 타원형 유한차분모형에서 개방 경계조건으로 포물선 근사식과 스폰지층 경계를 사용하여 모형의 개량을 도모하였다. 수치기법은 GCG(Generalized conjugate gradient)기법을 사용하였고 구형해저실험에서 포물형 근사식을 사용하여 부적절한 반사파를 상당 부분 제거할 수 있었다. 스폰지층 경계의 경우 2파장 이상의 스폰지층을 사용할 때 포물형 근사식과 유사한 결과를 얻을 수있었다. 직사각형 항만에 대한 실험을 통하여 임의 형상의 대상 해역에도 쉽게 모형을 적용할 수 있음을 확인하였다.

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Minimization Method for Solving a Quadratic Matrix Equation

  • Kim, Hyun-Min
    • Kyungpook Mathematical Journal
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    • 제47권2호
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    • pp.239-251
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    • 2007
  • We show how the minimization can be used to solve the quadratic matrix equation and then compare two different types of conjugate gradient method which are Polak and Ribi$\acute{e}$re version and Fletcher and Reeves version. Finally, some results of the global and local convergence are shown.

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가속 Uzawa 방법을 이용한 유도전하계산법 (Induced Charge Distribution Using Accelerated Uzawa Method)

  • 김재현;조광현;하윤도
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.191-197
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    • 2021
  • 분자동역학에서의 원자들의 유도전하를 계산하기 위해서는 유도전하를 미지수로 하는 선형방정식을 풀어야 하는데 원자들의 위치가 변화할 때마다 필요한 계산이므로 상당한 계산비용이 요구된다. 따라서 효율적인 유도전하 계산 방법은 다양한 시스템을 해석하기 위해서 필수적이다. 본 연구에서는 constraints가 존재하는 Lagrange 방정식의 해에 대한 선형 시스템, 즉 saddle point를 가지는 문제를 해결하기 위해서 Uzawa method를 도입하였다. Uzawa 매개변수가 수렴 속도에 영향을 미치는 단점을 극복하고 행렬 연산의 효율성을 위해서 Schur complement와 preconditioned conjugate gradient (PCG) 방법을 통해 계산의 효율성을 극대화하는 가속 Uzawa algorithm을 적용한다. 두 금속 나노입자가 전기장에 놓여진 분자동역학 수치모델을 통해서 제시된 방법이 유도전하계산의 수렴성, 효율성 측면에서 모두 향상된 결과를 도출함을 확인하였다. 특히 기존의 가우스 소거법에 의한 계산보다 약 1/10으로 계산비용이 절감되었고, 기본 Uzawa method에 비하여 conjugate gradient (CG)의 높은 수렴성이 입증되었다.

Conjugate finite-step length method for efficient and robust structural reliability analysis

  • Keshtegar, Behrooz
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제65권4호
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    • pp.415-422
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    • 2018
  • The Conjugate Finite-Step Length" (CFSL) algorithm is proposed to improve the efficiency and robustness of first order reliability method (FORM) for reliability analysis of highly nonlinear problems. The conjugate FORM-based CFSL is formulated using the adaptive conjugate search direction based on the finite-step size with simple adjusting condition, gradient vector of performance function and previous iterative results including the conjugate gradient vector and converged point. The efficiency and robustness of the CFSL algorithm are compared through several nonlinear mathematical and structural/mechanical examples with the HL-RF and "Finite-Step-Length" (FSL) algorithms. Numerical results illustrated that the CFSL algorithm performs better than the HL-RF for both robust and efficient results while the CFLS is as robust as the FSL for structural reliability analysis but is more efficient.

구속 조건을 사용한 공액 경사법에 의한 정칙화 반복 복원 처리 (Regularized iterative image resotoration by using method of conjugate gradient with constrain)

  • 김승묵;홍성용;이태홍
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.1985-1997
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    • 1997
  • 공액 경사법을 이용한 정칙화 반복 복원 방법에 관하여 논하였다. 기존의 반복 복원 방법에 비하여, 공액 경사법을 이용한 반복 복원 방법은 초선형적인 속도로 해에 수렴한다는 장점을 지닌다. 그러나, 이와 같은 성질로 인해 잡음과 흐려짐현상으로 훼손된 영상을 복원하는 과정에서 잡음의 증폭이나 파문현상과 같은 결합을 갖게된다. 본 논문은 구속 조건을 적용한 정칙화 공액 경사법을 제안한다. 정칙화 공액 경사법에 정칙화 구속 조건과 정칙화 변수를 적용함으로서, 영상에서 윤곽 부분의 평활화없이 파문 현상을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, 가산 잡음의 증폭을 억제할 수 있다는 장점을 지닌다. 실험 결과를 통하여 기존의 정칙화 반복 복원 방법에 비해 본 논문에서 제안한 방법이 수렴비에 우수함을 증명하였다.

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Conjugate Gradient Method for Solving a Quadratic Matrix Equation

  • 김현민
    • 한국전산응용수학회:학술대회논문집
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    • 한국전산응용수학회 2003년도 KSCAM 학술발표회 프로그램 및 초록집
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    • pp.3.1-3
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    • 2003
  • We show how the minimization can be used to solve the quadratic matrix equattion. We then compare two different types of conjugate gradient method and show Polak and Ribire version converge more rapidly than Fletcher and Reeves version in several examples.

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불완전분해법을 전처리로 하는 공액구배법의 안정화에 대한 연구 (Study on Robustness of Incomplete Cholesky Factorization using Preconditioning for Conjugate Gradient Method)

  • 고진환;이병채
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권2호
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    • pp.276-284
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    • 2003
  • The preconditioned conjugate gradient method is an efficient iterative solution scheme for large size finite element problems. As preconditioning method, we choose an incomplete Cholesky factorization which has efficiency and easiness in implementation in this paper. The incomplete Cholesky factorization mettled sometimes leads to breakdown of the computational procedure that means pivots in the matrix become minus during factorization. So, it is inevitable that a reduction process fur stabilizing and this process will guarantee robustness of the algorithm at the cost of a little computation. Recently incomplete factorization that enhances robustness through increasing diagonal dominancy instead of reduction process has been developed. This method has better efficiency for the problem that has rotational degree of freedom but is sensitive to parameters and the breakdown can be occurred occasionally. Therefore, this paper presents new method that guarantees robustness for this method. Numerical experiment shows that the present method guarantees robustness without further efficiency loss.

GLOBAL CONVERGENCE OF AN EFFICIENT HYBRID CONJUGATE GRADIENT METHOD FOR UNCONSTRAINED OPTIMIZATION

  • Liu, Jinkui;Du, Xianglin
    • 대한수학회보
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    • 제50권1호
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    • pp.73-81
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    • 2013
  • In this paper, an efficient hybrid nonlinear conjugate gradient method is proposed to solve general unconstrained optimization problems on the basis of CD method [2] and DY method [5], which possess the following property: the sufficient descent property holds without any line search. Under the Wolfe line search conditions, we proved the global convergence of the hybrid method for general nonconvex functions. The numerical results show that the hybrid method is especially efficient for the given test problems, and it can be widely used in scientific and engineering computation.