用于 3D 有限差分的 Thomas 算法

计算科学 线性代数 数值分析 有限差分 线性求解器
2021-11-27 11:59:38

对于一维有限差分,得到的线性系统是三对角系统,可以O(n)使用Thomas 算法求解

我正在尝试解决 3D 中的有限差分系统。Quarteroni 等人的数值方法讨论了将 Thomas 算法扩展到块线性系统的一些理论。这种方法对我来说似乎很理想,因为它仍然是O(n).

但是,从算法的角度来看,我不确定如何进行。是否有涵盖该算法在线性系统(例如由 3D 有限差分产生的系统)中实现的参考?

1个回答

问题是 2d 和 3d 离散化不是块三对角。唯一的三对角分解是包含整个矩阵的 2x2 分解。

当然,这个事实是一个很大的遗憾。如果存在三角分解,我们将有一种从纯代数角度(即,仅查看矩阵)相反,获得算法的唯一方法是使用考虑矩阵实际来自何处的多重网格方法。O(N)O(N)