Hessenberg 행렬의 지수를 계산하는 알고리즘


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나는 [1]에서와 같이 krylov 방법을 사용하여 ODE의 레이지 시스템의 솔루션을 계산하는데 관심이있다. 이러한 방법에는 지수와 관련된 함수 (소위φ기능). 본질적으로 Arnoldi 반복을 사용하여 Krylov 부분 공간을 구성하고이 부분 공간에 함수를 투영하여 행렬 함수의 동작을 계산합니다. 이것은 훨씬 작은 Hessenberg 행렬의 지수를 계산하는 문제를 줄입니다.

지수를 계산하는 몇 가지 알고리즘이 있음을 알고 있습니다 ([2] [3] 및 참조). 행렬이 Hessenberg라는 사실을 활용할 수있는 지수를 계산하는 특수 알고리즘이 있는지 궁금합니다.


[1] Rid Sidje (1998). Expokit : 행렬 지수를 계산하기위한 소프트웨어 패키지. 수학 소프트웨어에 대한 ACM 거래 (TOMS), 24 (1), 130-156.

Moler, C. & Van Loan, C. (1978). 행렬의 지수를 계산하는 19 가지 모호한 방법. SIAM 검토, 20 (4), 801-836.

Moler, C. & Van Loan, C. (2003). 25 년 후 행렬의 지수를 계산하는 19 가지 모호한 방법. SIAM 검토, 45 (1), 3-49.


Jitse Niesen의 새로운 작품이 있습니다.
Geoff Oxberry

소규모 지수가 실제로 알고리즘의 병목 현상입니까? 나는 Arnoldi 부분과 관련하여 그 비용이 무시할 것으로 기대합니다.
Federico Poloni 2016 년

답변:


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expokit은 Krylov 부분 공간 방법을 사용하는 것으로 보이므로, 일반적으로 상위 Hessenberg 행렬은 작은 차원입니다. 미디엄100. 이러한 크기의 행렬의 경우, 밀도가 높은 행렬 지수 계산 방법을 사용하여 계산 시간에 큰 차이가 없어야합니다. 예를 들어 MATLAB의 'expm'은 Pade 근사값이 0에 가까운 스케일링 및 제곱 방법을 사용하는 것으로 보입니다.

Krylov 부분 공간의 차원이 크면 http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1023219016301 사전 조건을 설정 하거나 Krylov 부분 공간 방법 http : //www.mathe.tu-freiberg를 다시 시작하는 것을 고려할 수 있습니다 . .de / ~ Ernst / PubArchive / eiermannErnstKrylovExp.pdf

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