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2021 年度 実績報告書

線形反復ソルバーに対する平滑化技術の革新と最適化アルゴリズムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K18064
研究機関東京都市大学

研究代表者

相原 研輔  東京都市大学, 情報工学部, 准教授 (70735498)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード大規模連立一次方程式 / 線形行列方程式 / クリロフ部分空間法 / 積型Bi-CG法 / 平滑化技術 / 丸め誤差解析 / リーマニアン最適化 / ニュートン方程式
研究実績の概要

2021年度は,前年度に引き続き,線形反復ソルバーに対する平滑化技術の解析と,その拡張に関する研究を行った.結果として,複数の右辺ベクトルを持つ連立一次方程式やシルベスター方程式など一般の行列方程式向けの反復ソルバーに対し,平滑化技術を用いて近似解精度を向上させる手法を確立した.特に,前年度からの延長課題であった,計算機上で生じる丸め誤差の解析を実施するとともに,応用分野で現れる様々なタイプの行列に対して数値実験を行い,提案手法の有用性を示した.研究成果の一部は2021年5月に開催された国際会議SIAM Conference on Applied Linear Algebraにて口頭発表した.また,関連論文をプレプリント・サーバである arXiv に公開するとともに,国際的な査読付き学術雑誌に投稿した.
また,前年度に日本応用数理学会機関誌「応用数理」に寄稿した積型Bi-CG法の新しいフレームワークに関する論文について,当該学会よりベストオーサー賞の授与を受けた.反復ソルバーのユーザーなど応用数理分野の研究者・技術者に対して有益な情報を提供できたと考える.
一方,リーマン多様体上の最適化アルゴリズムへの応用については,研究協力者と議論を重ね,リーマン多様体上のニュートン方程式など,より複雑な行列方程式に適用可能な反復ソルバーの開発が必要不可欠であることを再認識し,新たな研究の方向性を見出した.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cross-interactive residual smoothing for global and block Lanczos-type solvers for linear systems with multiple right-hand sides2021

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aihara, Akira Imakura, Keiichi Morikuni
    • 雑誌名

      arXiv [math.NA]

      巻: 2106.00284 ページ: -

    • DOI

      10.48550/arXiv.2106.00284

    • オープンアクセス
  • [学会発表] On the Residual Gap of Block Lanczos-Type Methods and Its Remedy by Cross-Interactive Residual Smoothing2021

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Aihara, Akira Imakura, Keiichi Morikuni
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applied Linear Algebra (LA21)
    • 国際学会
  • [備考] 相原研輔のホームページ

    • URL

      http://www.comm.tcu.ac.jp/aiharak-sc/index.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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