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.

Christine Darcoux
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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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