用于稠密刚体悬挂碰撞解析的双保真近端拟牛顿方法
最优化与控制
2026-04-14 v1
摘要
稠密刚体悬挂的直接数值模拟存在显著计算挑战。流行的碰撞解析方法需要在每个时间步求解线性互补问题 (LCP)。本文表明，LCP 可在仅需 3-4 次矩阵向量乘法 (MVP) 的情况下高效求解。具体而言，我们开发了自定义的单保真近端拟牛顿方法 (Mono-PQN) 以及其双保真变体 (Bi-PQN)。本方法通过应用于稠密斯托克斯亚朗 Janus 粒子系统进行验证。值得注意的是，在碰撞解析中，Mono-PQN 和 Bi-PQN 分别相较于竞争基准实现约 1.5 倍和大于 2 倍的加速，后者方法显示出稳健且与问题规模无关的收敛性。对于包含 216 个粒子的最大仿真，Bi-PQN 将总仿真运行时间缩短至 5 天，而原有最先进方法需要 8 天。
引用
@article{arxiv.2604.10089,
title = {A Bifidelity Proximal Quasi-Newton Method for Dense Rigid Body Suspension Collision Resolution},
author = {Nicholas Rummel and Tyler Jensen and Stephen Becker and Eduardo Corona},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.10089},
year = {2026}
}