A novel compressed matrix format is proposed that combines an adaptive hierarchical partitioning of the matrix with low-rank approximation. One typical application is the approximation of discretized functions on rectangular domains; the flexibility of the format makes it possible to deal with functions that feature singularities in small, localized regions. To deal with time evolution and relocation of singularities, the partitioning can be dynamically adjusted based on features of the underlying data. Our format can be leveraged to efficiently solve linear systems with Kronecker product structure, as they arise from discretized partial differential equations (PDEs). For this purpose, these linear systems are rephrased as linear matrix equations and a recursive solver is derived from low-rank updates of such equations. We demonstrate the effectiveness of our framework for stationary and time-dependent, linear and nonlinear PDEs, including the Burgers' and Allen-Cahn equations.


翻译:建议采用一种新的压缩矩阵格式,将矩阵的适应性等级分隔与低级近似组合在一起。一个典型的应用是矩形域的离散功能近似;格式的灵活性使得能够处理小型局部区域独有的功能。要处理奇点的时间演变和迁移,可以根据基本数据的特征动态调整分隔。我们的格式可以被利用,以便有效地解决与克罗内尔产品结构的线性系统,因为这些系统来自离散的局部差异方程式(PDEs)。为此,这些线性系统被重新表述为线性矩阵方程式,从这种方程式的低级更新中衍生出一个递归式解器。我们展示了我们的固定和时间依赖性、线性和非线性PDE(包括Burgerers和Allen-Cahn等方程式)框架的有效性。

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