Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Iterační metody

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 470-4504/04
Zkratka IM
Název předmětu česky Iterační metody
Název předmětu anglicky Iterative Methods
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra aplikované matematiky
Garant předmětu Ing. Simona Bérešová, Ph.D.

Subject syllabus

Přednášky:
Soustavy rovnic vznikající při aplikaci matematického modelování v technice.
Vlastnosti soustav vznikajících při řešení okrajových úloh metodou konečných
prvků.
Klasické iterační metody. Richardsonova, Jacobiho, Gaussova-Seidelova
iterační metoda. Studium konvergence klasických iteračních metod.
Multigridní metoda.
Metoda sdružených gradientů. Základní principy metody. Implementace.
Globální vlastnosti a odhad rychlosti konvergence na základě čísla
podmíněnosti.
Předpodmínění Podstata předpodmínění. Aplikace v metodě sdružených
gradientů. Konstrukce předpodmínění neúplnou faktorizací.
Řešení nesymetrických soustav. Metoda GMRES. Základní principy.
Řešení nelineárních soustav. Vlastnosti nelineárních operátorů. Newtonova
metoda. Lokální konvergence. Nepřesná Newtonova metoda. Tlumení a globální
konvergence Newtonovy metody.
Implementace iteračních metod na paralelních počítačích. Techniky rozložení
oblasti.

Srovnání přímých a iteračních metod. Řešení rozsáhlých soustav.


Cvičení:
Soustavy rovnic vznikající při aplikaci matematického modelování v technice. Sestavení matice tuhosti v metodě konečných prvků a její vlastnosti.
Řešení soustav lineárních rovnic pomocí klasické Richardsonovy, Jacobiho a Gauss-Seidelovy iterační metody. Multigridní metoda.
Implementace metody sdružených gradientů, řešení soustav a odhad rychlosti konvergence na základě čísla podmíněnosti.
Implementace různých typů předpodmínění v metodě sdružených gradientů. Konstrukce předpodmiňovačů neúplnou faktorizací.
Implementace metody GMRES a její aplikace na řešení nesymetrických soustav.
Implementace Newtonovy metody. Řešení nelineárních soustav. Nepřesná Newtonova metoda.
Implementace iteračních metod na paralelních počítačích. Užití technik rozložení oblasti.
Srovnání přímých a iteračních metod k řešení soustav lineárních rovnic a řešení rozsáhlých soustav.

Literature

C.T. Kelley, Iterative Methods for Linear and Nonlinear Equations, SIAM,
Philadelphia 1995, http://www.siam.org/catalog/mcc12/kelley.htm
B. Barrett et al.: Templates for the solution of linear systems, SIAM,
Philadelphia 1993, http://www.siam.org/catalog/mcc01/barrett.htm

Advised literature

O. Axelsson: Iterative Solution Methods, Cambridge University Press, 1994

Werner C. Rheinboldt: Methods for Solving Systems of Nonlinear Equations,
SIAM, Philadelphia 1998, http://www.siam.org/catalog/mcc02/cb70.htm