一维圣维南方程差分数值算法中稀疏矩阵求解方法比较及优选研究

【目的】寻找高效、稳定的大型稀疏线性方程组求解算法以提高圣维南方程组求解速度。【方法】归纳了4种基于四点偏心格式的圣维南方程组求解算法并加以改进，并通过仿真试验，对比了不同算法的计算效率。【结果】计算断面数较少时（小于500），所有方法的运算时间基本一致；当计算断面数较大时（大于500），4种算法的速度较传统算法有了一定的提高，在计算断面数为1 520时，4种算法的计算速度是传统算法的4倍，在计算断面数为3 040时，计算速度更是达到了10倍以上。【结论】改进后的高斯消元法和PM算法在计算断面数较大时计算速度较快，计算效率较高。该方法可应用于MPC控制、LQR控制等渠系自动化控制技术中，以提高...

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Published inGuanʻgai paishui xuebao Vol. 40; no. 3; pp. 116 - 124
Main Authors WANG, Haohua, GUAN Guanghua, XIAO Changcheng
Format Journal Article
LanguageChinese
Published Xinxiang City Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS) Farmland Irrigation Research Institute Editorial Office of Journal of Irrigation and Drainage 01.03.2021
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072%武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,杭州 310014
Subjects
Algorithms
Automatic control
Cross-sections
Delivery scheduling
Flow simulation
Linear equations
Numerical analysis
Operation scheduling
Simulation
Sparse matrices
Sparsity
Unsteady flow
Water delivery
Water resources
Water transfer
单个断面运算时间
大型稀疏矩阵
明渠一维非恒定流
圣维南方程组
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ISSN1672-3317
DOI10.13522/j.cnki.ggps.2020182

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Summary:【目的】寻找高效、稳定的大型稀疏线性方程组求解算法以提高圣维南方程组求解速度。【方法】归纳了4种基于四点偏心格式的圣维南方程组求解算法并加以改进，并通过仿真试验，对比了不同算法的计算效率。【结果】计算断面数较少时（小于500），所有方法的运算时间基本一致；当计算断面数较大时（大于500），4种算法的速度较传统算法有了一定的提高，在计算断面数为1 520时，4种算法的计算速度是传统算法的4倍，在计算断面数为3 040时，计算速度更是达到了10倍以上。【结论】改进后的高斯消元法和PM算法在计算断面数较大时计算速度较快，计算效率较高。该方法可应用于MPC控制、LQR控制等渠系自动化控制技术中，以提高仿真程序运算速度。
Bibliography:ObjectType-Article-1
SourceType-Scholarly Journals-1
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content type line 14
ISSN:1672-3317
DOI:10.13522/j.cnki.ggps.2020182