Algorithmus zur Berechnung des Exponentials einer Hessenberg-Matrix


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Ich bin daran interessiert, die Lösung eines Lage-Systems von ODEs mit einer Krylov-Methode wie in [1] zu berechnen. Ein solches Verfahren beinhaltet Funktionen, die sich auf das Exponential beziehen (die sogenannten ). Es besteht im Wesentlichen darin, die Wirkung der Matrixfunktion zu berechnen, indem ein Krylov-Unterraum unter Verwendung der Arnoldi-Iteration konstruiert und die Funktion auf diesen Unterraum projiziert wird. Dies reduziert das Problem, das Exponential einer viel kleineren Hessenberg-Matrix zu berechnen.φ

Mir ist bekannt, dass es mehrere Algorithmen gibt, um das Exponential zu berechnen (siehe [2] [3] und die darin enthaltenen Referenzen). Ich frage mich, ob es einen speziellen Algorithmus zur Berechnung des Exponentials gibt, der die Tatsache ausnutzen kann, dass die Matrix Hessenberg ist.


[1] Sidje, RB (1998). Expokit: Ein Softwarepaket zur Berechnung von Matrixexponentialen. ACM Transactions on Mathematical Software (TOMS), 24 (1), 130-156.

[2] Moler, C. & Van Loan, C. (1978). Neunzehn zweifelhafte Methoden zur Berechnung des Exponentials einer Matrix. SIAM Review, 20 (4), 801-836.

[3] Moler, C. & Van Loan, C. (2003). Neunzehn zweifelhafte Methoden zur Berechnung des Exponentials einer Matrix, fünfundzwanzig Jahre später. SIAM Review, 45 (1), 3-49.


Es gibt einige neuere Arbeiten von Jitse Niesen, die Sie sich vielleicht auch ansehen möchten.
Geoff Oxberry

Ist das kleine Exponential wirklich der Engpass Ihres Algorithmus? Ich würde erwarten, dass seine Kosten in Bezug auf den Arnoldi-Teil vernachlässigbar sind.
Federico Poloni

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