罚增刚度矩阵会在特征值分析中引起数值问题吗?

计算科学 有限元 特征值 刚性 惩罚法
2021-12-08 23:03:33

在有限元方法中,我们经常通过添加惩罚函数项来构造系统的约束条件(通常有很多很多量级,最多106使用所谓的惩罚方法(第 9.2 节),将大于最大刚度矩阵项的阶数添加到刚度矩阵

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另一方面,

由ARPACK实现的特征值分析利用了Arnoldi 迭代方案,该方案涉及在迭代中多次处理刚度矩阵。

我的直觉是,刚度矩阵中的超量惩罚项会使整个 Arnoldi 迭代不稳定,当它迭代多次时,导致我们计算特征值分析时不准确。我也不知道如何估计不准确程度。

由于缺乏严谨的数学能力,我无法证明我的预感。我对吗?谁能提供证据来证明或反驳我的预感?

PS: 我的预感在上面的教科书参考资料(第 9.7 节)中得到了一定程度的验证,

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但是,我仍然有兴趣看到一个严格的数学论证。

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