JFNK方法中矩阵向量乘积的差分逼近

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本文首先分析了几个著名的迭代法,引出了文中将要重点分析研究的Jacobian-Free NewtonKrylov(JFNK)方法,这一方法的主要优点就是在计算过程中,Jacobi矩阵向量乘积可以利用差分逼近近似得到,从而无需计算和存储精确的Jacobi矩阵,可以节约计算量,提高计算效率,并节省存储空间。尽管JFNK方法已被成功用于许多应用领域,但关于矩阵向量乘积差分逼近的研究,在中外文献中却鲜有见到。本文中介绍了几种已有的差分步长选择方法,并选择了几类典型函数,对已有的Jacobi矩阵向量乘积差分逼近式中,差分步长的选取方法进行了对比分析。然后,选取了两种应用较为广泛的差分步长选择方法,与几种差分格式进行组合,从而形成新的差分逼近方法,选取四种典型的非线性数值算例,对新的差分逼近方法的有效性进行了简单的分析与研究。最后,在分析现有差分步长选择方法的基础上,提出了一种选择差分步长的新思路。
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