Das SOR-Newton-Verfahren (im R^2)

 
  • Das SOR-Newton-Verfahren zur Lösung großer nichtlinearer Gleichungssysteme F(x)=0 ist eine Kombination aus dem SOR-Verfahren für lineare Systeme (SOR) und dem Newton-Verfahren.
  • Ausgehend von der aktuellen Iterierten werden nacheinander die einzelnen Komponenten mit einem Schritt des eindimensionalen relaxierten Newton-Verfahrens neu berechnet. (D.h. die Newtonkorrektur wird mit dem Faktor omega versehen.) Diese neuen Komponenten werden bei der Berechnung der nachfolgenden gleich wieder verwendet.
  • Analog zum linearen SOR-Verfahren wird der Relaxationsparameter omega eingesetzt, der die "Länge" der Korrekturen ändert.
  • Ist F(x) linear, so ist das SOR-Newton-Verfahren identisch mit dem SOR-Verfahren.
  • Die Aussagen bezüglich lokaler Konvergenz können wörtlich vom linearen Fall übernommen werden, wenn man als Matrix die Jacobi-Matrix von F in der Lösung nimmt.
 

Die Eingaben

 
  • Für das zu lösende Gleichungssystem F(x) = (F1(x1,x2) , F2(x1,x2)) = 0 gibt es eine Voreinstellung und die Möglichkeit eine eigene Funktion im FORTRAN Format einzugeben.
  • Der Startwert (x01,x02).
  • Der Relaxationsparameter omega. Wichtig: 0 < omega < 2 !
  • Die geforderte Genauigkeit der beiden Komponenten des Residuums (absolut). Wichtig: 1.E-8 <= eps <= 1.E-3.
  • Die maximale Anzahl von Iterationen. Wichtig: 50 <= iter <= 1000.
  • Da als Ausgabe ein 3D-Plot erzeugt wird, kann man die Rotationswinkel für die Achsen x und z bei der Erzeugung des Plots angeben. 0,0 bedeutet : x-Achse ist Bildschirm waagerecht, y-Achse zum Bildschirm senkrecht und z-Achse Bildschirm senkrecht.
 

Die Ausgaben

 
  • Ein 3D-Plot der Iterationsfolge.
  • Die beiden Komponenten der Iterationsfolge und die Norm ||F(x)||.
 

Fragen ?!

 
  • Welchen Einfluß hat der Relaxationsparameter ?
  • Wann konvergiert das Verfahren und wann nicht ?
 

Das Eingabeformular

 
 

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17.12.2008