Single-grid Multi-level Solvers for Coupled PDE Systems

耦合偏微分方程系统的单网格多级求解器

基本信息

  • 批准号:
    1217142
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-09-01 至 2015-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The goal of this project is to develop and study a special class of multilevel methods that combine techniques from the Geometric Multigrid (GMG) and Algebraic Multigrid (AMG) methodologies, which we refer to as the "single-grid multilevel method" (SGML). The focus is discretized partial differential equations, for which detailed information on the underlying geometric grid is generally available to the user. The research team is designing solvers that use information from the finest grid (hence termed the single-grid method) to select a simple and fixed coarsening that allows for explicit control of the overall grid and operator complexities of the multilevel solver. The central new idea that we are investigating concerns the design and analysis of algorithms for adaptive construction of the MG relaxation scheme when used as a smoother. In contrast to existing AMG methods, in which the smoother is fixed and coarsening is the key component in the setup phase, SGML will construct the smoother in the setup phase to complement its simple geometry-based coarsening process. It should be noted that the algebraic construction of the smoother can also benefit from using properties of the geometric grid, for example, to obtain a suitable partitioning of the unknowns in parallel. The SGML approach (together with the many of the promising algebraic techniques for constructing the MG interpolations developed over the last decade) is also under consideration. The PI and co-PIs, though, are focusing on the SGML method because of its ability to explicitly control complexity, which in turn allows for (nearly) optimal load balancing and predictable communication patterns, such that the method is well suited for parallel computing. Overall, the iterative solvers under development are designed to be implemented in open source parallel codes and made available to the scientific computing community. This will provide a computational framework for future algorithm research and development in related areas as well as powerful tools for simulation. In summary, the proposed methodology constructs solvers using all the information available to increase the efficiency of numerical modeling and simulation of physical phenomena on parallel multi-core computing architectures. Educational activities include the training of graduate students.
本项目的目标是开发和研究一类特殊的多级方法,该方法将几何多重网格(GMG)和代数多重网格(AMG)方法中的技术联合收割机结合起来,我们称之为“单网格多级方法”(SGML)。重点是离散化偏微分方程,其基本几何网格的详细信息通常可供用户使用。研究团队正在设计使用最精细网格(因此称为单网格方法)信息的求解器,以选择简单且固定的粗化,从而可以显式控制多级求解器的整体网格和运算符复杂性。中心的新想法,我们正在调查的关注MG松弛计划的自适应建设时,作为一个平滑的算法的设计和分析。与现有的AMG方法相比,在现有的AMG方法中,平滑器是固定的,粗化是设置阶段的关键组成部分,SGML将在设置阶段构造平滑器,以补充其简单的基于几何的粗化过程。应该注意的是,平滑器的代数构造也可以受益于使用几何网格的属性,例如,以并行地获得未知数的适当划分。SGML方法(连同许多有前途的代数技术,用于构建MG插值在过去十年中开发)也正在考虑中。然而,PI和co-PI专注于SGML方法,因为它能够显式控制复杂性,这反过来又允许(接近)最佳负载平衡和可预测的通信模式,因此该方法非常适合并行计算。总体而言,正在开发的迭代求解器被设计为在开源并行代码中实现,并提供给科学计算社区。这将为未来相关领域的算法研究和开发提供一个计算框架,并为仿真提供有力的工具。总之,所提出的方法使用所有可用的信息来构造求解器,以提高并行多核计算架构上的物理现象的数值建模和模拟的效率。教育活动包括培养研究生。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jinchao Xu其他文献

span style=line-height:150%;font-family:Times New Roman;font-size:12pt;A discontinuous Galerkin method for the fourth order Curl problem/span
求解四阶Curl问题的间断伽辽金法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Qingguo Hong;Jun Hu;Shi Shu;Jinchao Xu
  • 通讯作者:
    Jinchao Xu
Extended Regularized Dual Averaging Methods for Stochastic Optimization
用于随机优化的扩展正则化双平均方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jonathan W. Siegel;Jinchao Xu
  • 通讯作者:
    Jinchao Xu
Surges generated by water export from an impounded channel
从蓄水渠道排水所产生的涌浪
  • DOI:
    10.1016/j.oceaneng.2025.121160
  • 发表时间:
    2025-06-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.500
  • 作者:
    Feidong Zheng;Qiang Liu;Xueming Wu;Xiaofen Liu;Shuai Zhang;Jinchao Xu;Xueyi Li
  • 通讯作者:
    Xueyi Li
Efficient degradation of methylene blue at near neutral pH based on heterogeneous Fenton-like system catalyzed by Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/MnO<sub>2</sub>
  • DOI:
    10.1016/j.rechem.2024.101795
  • 发表时间:
    2024-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Tie Geng;Jiaguo Yan;Bin Li;Haiyuan Yan;Lei Guo;Qiang Sun;Zengfu Guan;Chunning Zhao;Jinchao Xu;Weichao Wang
  • 通讯作者:
    Weichao Wang

Jinchao Xu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jinchao Xu', 18)}}的其他基金

Workshop on Mathematical Machine Learning and Application
数学机器学习与应用研讨会
  • 批准号:
    2020623
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US Participation at the Twenty-sixth Internaltional Domain Decomposition Conference
美国参加第二十六届国际域分解会议
  • 批准号:
    1930036
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Multigrid Methods and Machine Learning
多重网格方法和机器学习
  • 批准号:
    1819157
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Integrated Geometric and Algebraic Multigrid Methods
综合几何和代数多重网格方法
  • 批准号:
    1522615
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
User-Friendly Solvers and Solver-Friendly Discretizations
用户友好的求解器和求解器友好的离散化
  • 批准号:
    0915153
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SCREMS: Scientific Computing Environments for Mathematical Sciences
SCEMS:数学科学的科学计算环境
  • 批准号:
    0619587
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Adaptive Multigrid Methods for a Multiphase Fuel Cell Model
多相燃料电池模型的自适应多重网格方法
  • 批准号:
    0609727
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Mathematical and Computational Studies of Fuel Cell Dynamics
燃料电池动力学的数学和计算研究
  • 批准号:
    0308946
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Multiscale Methods for Partial Differential Equations
偏微分方程的多尺度方法
  • 批准号:
    0209497
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Scientific Computing Research Environments for the Mathematical Sciences
数学科学的科学计算研究环境
  • 批准号:
    0215392
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

INTS11调控CBLN1-GRID2复合体诱导的突触发生在神经发育障碍中的机制研究
  • 批准号:
    2025JJ60675
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于同卵双生子探索儿童青少年抑郁症GRID2 DNA甲基化和脑功能结构变化研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
GRID2IP在发作性运动诱发性运动障碍的神经递质信号通路中的作用研究
  • 批准号:
    81870889
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
P2P-Grid环境中分布式不确定本体模型的研究
  • 批准号:
    61303130
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
P2P-Grid 环境中的智能入侵检测技术研究
  • 批准号:
    61063046
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    8.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
面向Smart Grid基于多反馈路径的安全无线数据收集方法研究
  • 批准号:
    61003309
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
网格中以情境为中心的应用自动化研究
  • 批准号:
    60703054
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
网格环境下的协同工作理论与关键技术研究
  • 批准号:
    90412009
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
Tevatron对撞机上D0国际合作组实验物理研究
  • 批准号:
    10445002
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: Highly Compact, Multi-port, GaN-Based Grid-Forming Inverter
合作研究:高度紧凑、多端口、基于 GaN 的并网逆变器
  • 批准号:
    2227160
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Highly Compact, Multi-port, GaN-Based Grid-Forming Inverter
合作研究:高度紧凑、多端口、基于 GaN 的并网逆变器
  • 批准号:
    2227161
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
De-risking multi terminal control for multi-vendor HVDC grid
消除多供应商 HVDC 电网的多终端控制风险
  • 批准号:
    2879082
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Studentship
FPGA-based Real-time Simulation of Grid-Connected Distributed Solar Systems using Multi-Agent Control
基于 FPGA 的多智能体控制并网分布式太阳能系统实时仿真
  • 批准号:
    RGPIN-2022-03004
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Meshed Multi-Terminal Direct Current (MMTDC) Grid Protection and Control
网状多端直流 (MMTDC) 电网保护和控制
  • 批准号:
    RGPIN-2016-05495
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Resilient and energy-efficient multi-cloud service grid for 5G edge applications
适用于 5G 边缘应用的弹性且节能的多云服务网格
  • 批准号:
    577577-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
De-risking multi terminal control for multi-vendor HVDC grid
消除多供应商 HVDC 电网的多终端控制风险
  • 批准号:
    2879473
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Studentship
Smart Multi-grid Template for Focal Therapy of Prostate Cancer
用于前列腺癌局部治疗的智能多网格模板
  • 批准号:
    10382006
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
Meshed Multi-Terminal Direct Current (MMTDC) Grid Protection and Control
网状多端直流 (MMTDC) 电网保护和控制
  • 批准号:
    RGPIN-2016-05495
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Meshed Multi-Terminal Direct Current (MMTDC) Grid Protection and Control
网状多端直流 (MMTDC) 电网保护和控制
  • 批准号:
    RGPIN-2016-05495
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了