Русская Википедия:Быстрый метод мультиполей

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Быстрый мультипольный метод (БММ) — это численный метод, разработанный для ускорения расчета дальнодействующих сил гравитационной задачи n-тел. Это достигается путем расширения Шаблон:Iw в системе с помощью многополюсного расширения, которое позволяет группировать источники сил, расположенные близко друг к другу, и обрабатывать их, как если бы они были одним источником силы.[1]

БММ также применяется для ускорения итерационного решения в методе граничного элемента применительно к вычислительным задачам электромагнетизма.[2] БММ был впервые представлен Лесли Грингардом и Владимиром Рохлиным[3] и основывался на мультипольном разложении векторного уравнения Гельмгольца. Посредством обработки взаимодействий между удаленными базовыми функциями с использованием БММ соответствующие элементы матрицы не нужно хранить, что приводит к значительному сокращению требуемой памяти. Если применять БММ иерархически, это может улучшить сложность алгоритма в итеративном подходе от <math>\mathcal{O}(N^2)</math> до <math>\mathcal{O}(N)</math>, то есть, при заданной погрешности <math>\varepsilon</math>, произведение матрицы на вектор гарантированно находится в пределах погрешности <math>\varepsilon.</math> Если рассчитать зависимость сложности от допуска <math>\varepsilon</math>, то получится <math>\mathcal{O}(\log(1/\varepsilon))</math>, что делает итоговую сложность алгоритма <math>\mathcal{O}(\log(1/\varepsilon)N)</math>. Это расширяет область применения БММ до большего количества задач.

БММ считается одним из десяти лучших алгоритмов 20-го века.[4] Данный метод уменьшает сложность умножения матрицы на вектор с использованием определенного типа плотной матрицы, которая возникает во многих физических системах.

См. также

Ссылки

Примечания

Шаблон:Примечания